• 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.

• 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.

• 센서학회지
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• 제26권3호
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• pp.168-172
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• 2017

A nondispersive infrared (NDIR) ethanol gas sensor was prototyped with ASIC implemented thermopile sensor, which included a temperature sensor and two ellipsoidal waveguide structures. The temperature dependency of the two ethanol sensors (with partially blocked and intact structures) has been characterized. The two ethanol gas sensors showed linear output voltages initially when varying the ambient temperature from 253 K to 333 K. The slope of the temperature sensor presented a constant value of 15 mV/K. After temperature compensation, the ethanol gas sensor estimated ethanol concentrations with larger errors of 20 to 25% below 200 ppm. However, the estimation errors were reduced to between -10 and +1 % from 253 K to 333 K above 200 ppm ethanol gas concentration in this research.

• 대한전기학회논문지:전기물성ㆍ응용부문C
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• 제54권5호
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• pp.232-237
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• 2005

In this paper, we fabricated $CO_2$ gas sensor based on the MEMS infrared sensor and characterized its electrical and $CO_2$-sensing properties. The fabricated $CO_2$ gas sensor by MEMS technique has many advanges over NDIR(nondispersive) $CO_2$ sensor such as monolithic fabrication, very high selectivity on $CO_2$, low power consumption and compact system. Microbolometer by surface micromachining was fabricated for gas detector and $CO_2$ filter chip by bulk micromachining was fabricated for signal referencing. By using the proposed and fabricated gas sensor, we are expected to measure $CO_2$ concentration more accurately with high reliability.

• 센서학회지
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• 제26권3호
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• pp.179-185
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• 2017

This article describes the characteristics of nondispersive infrared carbon dioxide gas sensor according to the temperatures and humidifies. In this researches, a thermopile sensor that included application-specific integrated circuit (ASIC) was used and the White-cell structure was implemented as an optical waveguide. The developed sensor modules were installed in gas chamber and then the temperature of gas chamber has been increased from 283 K to 313 K with 10K temperature step. In order to analyze the effects of humidity levels, the relative humidity levels were changed from 30 to 80%R.H. with small humidifier. Then, the characteristics of sensor modules were acquired with the increment of carbon dioxide concentrations from 0 to 2,000 ppm. When the initial voltages of sensors were compared before and after humidifying the chamber at constant temperature, the decrements of the output voltages of sensors are like these: 9mV (reference infrared sensor), 41 mV (carbon dioxide sensor), 2 mV (temperature sensor). With the increment of ambient temperature, the averaged output voltage of carbon dioxide sensor was increased 19 mV, however, when the humidity level was increased, it was decreased 14mV. Based upon the experimental results, the humidity effect could be alleviated by the increment of temperature, so the effects of humidity and temperature could be only compensated by the ambient temperature itself. The estimated carbon dioxide concentrations showed 10% large errors below 200 ppm, however, the errors of the estimations of carbon dioxide concentrations were less than ${\pm}5%$ from 400 to 2,000 ppm.

• 분석과학
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• 제13권2호
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• pp.222-228
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• 2000

비분산 적외선 방식에 의한 대기 중 일산화 탄소 측정용 검출기를 제작하고, 감도 및 안정성을 조사하였다. 검출 감도를 향상시키기 위하여 동일 흡수셀 내에 3개의 반사거울을 장착하여 셀 안에서의 빛의 통과거리가 증가되도록 설계하였다. 50cm 길이의 셀 안에서 빛의 통과거리를 16m까지 늘릴 수 있도록 컴퓨터 모사에 의해 반사거울의 곡률반경 및 곡률중심, 셀 안에서의 위치 등을 산출하여 셀을 제작하였다. 빛의 경로와 광학적 특성은 모의 셀 안에서 laser beam alignment에 의해 확인하였다. 투과광의 검출에는 광전도성 PbSe센서를 사용하였으며, 센서소자는 열전냉각방식에 의해 냉각하였다. 제작된 일산화 탄소 검출기의 검출한계와 스팬 드리프트는 각각 0.24ppm과 0.03ppm(v/v)이었다.

• 한국물환경학회지
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• 제24권6호
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• pp.682-689
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• 2008

The purpose of this study was to find out the variation between molecular size distribution (MSD) of natural organic matter (NOM) in raw waters after different water treatment processes like conventional process (coagulation, flocculation, filtration) followed by advanced oxidation process (ozonation, GAC adsorption). The MSD of NOM of Suji pilot plant were determined by Liquid Chromatography-Organic Carbon Detection (LC-OCD) which is a kine of high-performance size-exclusion chromatography (HPSEC) with nondispersive infrared (NDIR) detector and $UV_{254}$ detector. Five distinct fractions were generally separated from water samples with the Toyopearl HW-50S column, using 28 mmol phosphate buffer at pH 6.58 as an eluent. Large and intermediate humic fractions were the most dominant fractions in surface water. High molecular weight (HMW) matter was clearly easier to remove in coagulation and clarification than low molecular weight (LMW) matter. Water treatment processes removed the two largest fractions almost completely shifting the MSD towards smaller molecular size in DW. No more distinct variation of MSD was observed by ozone process after sand filtration but the SUVA value were obviously reduced during increase of the ozone doses. UVD results and HS-Diagram demonstrate that ozone induce not the variation of molecular size of humic substance but change the bond structure from aromatic rings or double bonds to single bond. Granular activated carbon (GAC) filtration removed 8~9% of organic compounds and showed better adsorption property for small MSD than large one.

• 청정기술
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• 제26권4호
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• pp.293-303
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• 2020

세계보건기구에 따르면 대기오염은 건강에 대한 주요 위험원으로 대기오염으로 인해 매년 약 700만 명의 조기 사망이 발생하고 있다. 이산화황(SO2)은 대표적인 대기오염물질로 황 성분이 포함된 연료의 연소에서 다량 발생한다. SO2 발생량을 감소시키기 위해서는 대형 연소 환경에서 이를 실시간으로 정밀하게 측정하고 측정 값을 바탕으로 저감 설비를 최적화하는 과정이 필요하다. 이 논문에서는 미세먼지 전구물질인 SO2의 농도를 측정하기 위해 파장 가변형 다이오드 레이저 흡수 분광법 중 파장 변조 분광법을 이용하였다. 광원으로는 7.6 ㎛ 양자 폭포 레이저를 사용하였고 7623.7 ~ 7626.0 nm 사이의 64개 다중 광흡수선으로 SO2 농도 측정이 가능함을 증명하였다. 실험은 1 atm, 296 K에서 28, 76 m multi-pass cell을 사용하여 수행되었다. SO2 농도는 고농도(1000 ~ 5000 ppm)와 저농도(10 ppm 이하)로 두 종류로 실험 하였다. 추가적으로 가스 셀 외에 레이저가 지나가는 경로에 질소를 채워 대기 중의 H2O가 SO2 측정에 미치는 영향을 확인하였다. SO2는 3 ppm까지 측정하였고 측정된 SO2 농도는 전기 화학식 센서와 NDIR 센서 측정 결과와 비교되었다.