• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2008년도 학술대회 논문집 정보 및 제어부문
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• pp.127-128
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• 2008

본 연구에서는 비분산 적외선 방식을 이용한 일산화탄소, 이산화탄소 듀얼 센서 모듈을 실현한다. 비분산 적외건 방식은 가스분자가 특정 파장의 적외선을 흡수하는 특성을 이용하여 가스의 적외선 흡수도를 측정하여 농도로 환산하는 방식이다. 비분산 적외선 방식은 수명이 길고 정밀도가 높아 기존의 접촉식(화학식) 센서에 비해 우수한 특성을 가지고 있다. 중요한 기술은 NDIR의 핵심부분인 광 공동의 설계 기술과 센서의 성능을 최종 결정짓는 농도-온도 교정 기술이다. 현재까지 개발된 광공동 기술은 $CO_2$ 센서의 단일 센서 방식이었다. 본 연구에서는 이 기술을 접목한 일산화탄소까지 동시에 측정할 수 있는 광 공동기술과 교정기술을 연구개발하여 하나의 광 공동으로 이산화탄소와 일산화탄소를 동시에 측정 할 수 있는 고기능 센서를 실현하는 것이다.

• 전자공학회논문지SC
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• 제46권2호
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• pp.36-40
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• 2009

본 연구에서는 비분산 적외선 방식을 이용한 일산화탄소, 이산화탄소 듀얼 센서 모듈을 실현한다. 비분산 적외선 방식은 가스분자가 특정 파장의 적외선을 흡수하는 특성을 이용하여 가스의 적외선 흡수도를 측정하여 농도로 환산하는 방식이다. 비분산 적외선 방식은 수명이 길고 정밀도가 높아 기존의 접촉식(화학식) 센서에 비해 우수한 특성을 가지고 있다. 중요한 기술은 NDIR의 핵심 부분인 광공동의 설계 기술과 센서의 성능을 최종 결정짓는 농도-온도 교정 기술이다. 현재까지 개발된 광 공동 기술은 CO2센서의 단일 센서 방식이었다. 본 연구에서는 이 기술을 접목한 일산화탄소까지 동시에 측정할 수 있는 광공동기술과 교정기술을 연구 개발하여 하나의 광 공동으로 이산화탄소와 일산화탄소를 동시에 측정 할 수 있는 고기능 센서를 실현하는 것이다.

• 자동차안전학회지
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• 제7권2호
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• pp.39-43
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• 2015

NDIR (Non-dispersive infrared Rays) alcohol sensor has been prototyped and its temperature characteristics were measured. In order to design novel optical alcohol sensor, elliptical structures with one common foci were modeled and analyzed their optical properties. After analyzing elliptic optical structures, a prototype alcohol sensor module was tested according to the temperature variations from $-20^{\circ}C$ to $35^{\circ}C$. The offset voltages of alcohol sensor decreased from 1.1056 V at the temperature $-20^{\circ}C$ to 0.7339 V at $35^{\circ}C$. However, the highest sensitivity of alcohol sensor showed about $303{\mu}V/ppm$ at room temperature.

• 한국가스학회지
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• 제15권4호
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• pp.51-55
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• 2011

본 논문에서는 써모파일을 사용한 비분산 적외선 메탄가스센서의 온도보상 알고리즘을 제시하였다. 가스측정을 위해 적외선 감지부에 내장된 써미스터의 출력전압과 분위기 온도와의 상관성을 도출하고, 협 대역통과 필터 특성과 온도 변화에 따른 센서모듈(광 공동과 적외선램프)의 출력전압 특성 및 메탄가스의 흡수계수와 광 경로에 따른 출력특성 해석을 통하여 가스센서 모듈의 온도보상 알고리즘을 도출하였다.온도보상 전 약 $\pm$ 1,500 ppm 이상의 오차를 갖는 센서는 온도보상 알고리즘을 적용함으로써 $20^{\circ}C$온도변화 구간에서 최대 약 180 ppm 이하의 정밀한 센서모듈을 제작하였다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2011년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.1065-1066
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• 2011

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2005년도 하계학술대회 논문집 Vol.6
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• pp.81-82
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• 2005

본 논문에서는 두 개의 오목 반사경으로 형성된 광 공동 구조의 비문산 적외선 (NDIR) 가스센서를 제작하였다. 증폭비는 18,000 배, 램프 off 시간은 3초로 일정하게 하고 펄스 modulation 시간을 200ms에서 600ms까지 변화시켰을 때. 300ms에서 가장 효율적인 출력신호를 확보할 수 있었다. 그리고 $5^{\circ}C$에서 $45^{\circ}C$까지 $10^{\circ}C$ 간격으로 온도를 변화시키면서 이산화탄소의 농도를 0ppm에서 2000ppm까지 증가시켰다. 이때, 약 400mV의 전압변화가 있었다. 온도가 상승함에 따라 0ppm에서의 출력전압은 감소하는 양상을 나타내었다. 또한 온도변화 대비 출력특성과의 상관성 해석을 통하여 온도 보상 방법을 고안하였으며, 본 연구에서 제작한 센서모듈의 응답시간은 약 30초였다.

• 한국가스학회지
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• 제11권1호
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• pp.40-45
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• 2007

본 논문은 온도보상의 특성을 보여주는 비분산 적외선 이산화탄소 가스센서에 대해 기술하였다. 이 가스센서는 두개의 오목한 반사경을 가진 광 공동, 검출기 출력 전압과 온도센서의 증폭을 위해 동일한 금속 패키지 내에 제작된 ASIC 칩을 포함한 써모파일 검출기로 구성되어 있다. 새롭게 개발된 센서 모듈은 0 ppm에서 2,000ppm까지 이산화탄소 가스의 농도를 측정한 결과 ${\pm}40\;ppm$의 오차를 보였으며, 실험 결과에 기초한 가스농도의 계산 방법으로부터 센서 모듈은 $15^{\circ}C$에서 $35^{\circ}C$ 온도 구간에서 ${\pm}5\;ppm$의 오차를 나타냄으로써 높은 정확성을 가진 자기 온도 보상형 센서를 제작하였다.

• 센서학회지
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• 제30권1호
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• pp.36-41
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• 2021

The motivation of this paper is to easily analyze the properties of nondispersive infrared gas sensor that has more than two different optical path length and to suggest the criterion and definition of infrared light absorbance in order to minimize the measurement errors. With the output voltage ratios and the normalized derivatives of infrared ray (IR) absorbance, when the normalized derivatives of IR absorbance decreases from 0.28 to 0.10, the lower and higher limits of errors were decreased from -5.62% and 2.39% to -4.27% and 2.78%. When the normalized derivatives of IR absorbance were 0.10, the output voltage could be partitioned into two regions with one exponential equation and the temperature compensation error was less than 5%.

• 한국통신학회논문지
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• 제40권8호
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• pp.1606-1612
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• 2015

본 논문에서는 스마트폰에 장착 가능하고 휴대가 가능한 고효율 NDIR $CO_2$ 센서 모듈을 개발하였다. 저전력 회로 설계를 위하여 텅스텐램프 대신에 적외선 LED를 사용하였으며, 센서 모듈에 최적화된 광도파로를 설계 및 제작하였다. 스마트폰과 인터페이스가 가능한 회로를 통하여 스마트폰의 전원으로 센서 모듈이 구동되도록 설계하였다. $CO_2$ 농도, 온도 및 습도 등 측정된 센서의 데이터는 스마트폰 앱을 통하여 화면에 표시하였다. 측정 결과, 개발된 센서 모듈은 온도$-10^{\circ}C{\sim}50^{\circ}C$ 구간에서 0 ~ 3,000ppm 범위의 $CO_2$ 농도를 측정할 수 있었으며 측정 오차는 ${\pm}60ppm$이내였다.

• 센서학회지
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• 제25권2호
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• pp.124-130
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• 2016

NDIR $CO_2$ gas sensor was built with ASIC implemented thermopile sensor which included temperature sensor and unique elliptical waveguide structures in this paper. The temperature dependency of dual infrared sensor module ($CO_2$ and reference IR sensors) has been characterized and its output voltage characteristics according to the temperature and gas concentration were proposed for the first time. NDIR $CO_2$ gas and reference IR sensors showed linear output voltages according to the variation of ambient temperatures from 243 K to 333 K and their slopes were 14.2 mV/K and 8.8 mV/K, respectively. The output voltages of temperature sensor also presented a linear dependency according to the ambient temperature and could be described with V(T)=-3.191+0.0148T(V). The output voltage ratio between $CO_2$ and reference IR sensors revealed irrelevant to the changes of ambient temperatures and gave a constant value around 1.6255 with standard deviation 0.008 at 0 ppm. The output voltage of $CO_2$ gas sensor at zero ppm $CO_2$ gas consisted of two components; one is caused by the HPB (half pass-band) of IR filter and the other is attributed to the part of $CO_2$ absorption wavelength. The characteristics of output voltages of $CO_2$ gas sensor could be accurately modeled with three parameters which are dependent upon the ambient temperatures and represented small average error less than 1.5% with 5% standard deviation.