• 제목/요약/키워드: NDIR

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써모파일 센서를 이용한 NDIR CO2 가스검출기의 개발 (Development of NDIR CO2 Gas Detector Using Thermopile Sensor)

  • 조시형;박찬원
    • 산업기술연구
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    • 제32권A호
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    • pp.35-38
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    • 2012
  • We present a novel non-dispersive infrared (NDIR) $CO_2$ gas sensor with a light source emitting collimated light. Using this thermopile, we also have successfully developed a small, sensitive NDIR $CO_2$ detector module for accurate air quality monitoring systems in energy-saving building and automotive applications. The novel sample cavity comprising specular reflectors around the light bulb is configured to uniformly emit collimated light into the entrance aperture of the cavity in order to enhance the sensitivity of NDIR $CO_2$ detector.

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저 농도 감지를 위한 NDIR 방식의 초소형 고정도 메탄센서 모듈 (Development of the Smallest, High-accuracy NDIR Methane Sensor Module to Detect Low Concentration)

  • 김동환;이인;방일순;천동기;김일호
    • 센서학회지
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    • 제27권3호
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    • pp.199-203
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    • 2018
  • In this study, we develop a methane sensor module that can detect low concentrations below 5,000 ppm and measure up to the detection limit of 50 ppm with the NDIR method, with a long lifetime and high accuracy. Methane ($CH_4$) is one of a representative greenhouse gas, which is very explosive. Thus, it is important to quickly and accurately measure methane concentration in the air. To adjust the methane sensor for industrial field applications, a NDIR-based small sensor was implemented and characterized, where its volume was $4cm{\times}4cm{\times}2cm$ and its response time ($T_{90}$) was less than 30 sec. These results demonstrate that the proposed sensor is commercially available for low-concentration measurement, low volume, and fast response application, such as IoT sensor nodes and portable devices.

3-5 $\mu m$ 적외선 흡수체를 가진 전면 건식 식각된 서모파일과 NDIR $CO_2$ 가스 센서의 응용 (A Front-side Dry-Etched Thermopile Detector with 3-5 $\mu m$ Infrared Absorber and Its Application to Novel NDIR $CO_2$ Gas Sensors)

  • 유금표;김시동;최우석;;민남기
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2008년도 제39회 하계학술대회
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    • pp.1470-1471
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    • 2008
  • We present a front-side micromachined thermopile with high sensitivity in the 3-5${\mu}m$ window, and discuss its application to a novel non-dispersive infrared (NDIR) $CO_2$ gas sensor with a light source emitting collimated light. The micromachined thermopile shows a measured sensitivity of 30 mV/W and a $D^*$ of $0.3{\times}10^8cm^{\surd}Hz/W$. Using this newly fabricated thermopile, we also have successfully developed a small, sensitive NDIR $CO_2$ detector module for accurate air quality monitoring systems in energy-saving building and automotive applications. The novel sample cavity comprising specular reflectors around the light bulb is configured to uniformly emit collimated light into the entrance aperture of the cavity in order to enhance the sensitivity of NDIR $CO_2$ detector.

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광 도파관이 외부로 노출된 구조를 가지는 비분산적외선 이산화탄소 센서 (Non-dispersive infrared carbon dioxide sensor with an externally exposed optical cavity)

  • 정동건;이준엽;도남곤;정대웅
    • 센서학회지
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    • 제30권6호
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    • pp.456-460
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    • 2021
  • In this study, a Non-Dispersive Infrared (NDIR) Carbon Dioxide (CO2) sensor with an externally exposed optical cavity is proposed for improving sensitivity. NDIR CO2 sensors with high performance must use a lamp-type infrared (IR) source with a strong IR intensity. However, a lamp-type IR source generates high thermal energy that induces thermal noise, interfering with the accuracy of the CO2 concentration measure. To solve this problem, the optical cavity of the NDIR CO2 sensor is exposed to quickly dissipate heat. As a result, the proposed NDIR CO2 sensor has a shorter warm-up time and a higher sensitivity compared to the conventional NDIR CO2 sensor.

무선센서네트워크 기반 공기질 측정을 위한 비분산적외선 복합가스측정시스템 (NDIR Multi-Gas Measurement System for Air Quality based on Wireless Sensor Network)

  • 백승현;이준영;정상우;박홍배
    • 대한임베디드공학회논문지
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    • 제11권5호
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    • pp.299-304
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    • 2016
  • As public interest in air quality and environment problem is increasing, many researches are being carried out the gas measurement system. Especially, Non-dispersive infrared (NDIR) measurements using Beer-Lambert gas sensing principle with very high selectivity and long life time are noted for reliable method. It is possible to detect various gases such as carbon dioxide (CO2), carbon monoxide (CO), and nitrogen dioxide (NO2), but many researches are mostly concentrated on CO2 sensor. The multi-gas measuring instrument is high price and unwieldy, therefore it is not suitable for wide area required numerous instrument. So we study the NDIR multi-gas measurement system for air quality based on wireless sensor network, and experiment the realized measurement system.

NDIR 대기오염 측정시스템을 위한 미세신호 잡음제거기 (Minute Signal Noise Cancellation System For The Air-pollution Measurement System)

  • 김영진;임용석;류근택;배현덕;최훈
    • 전자공학회논문지 IE
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    • 제46권4호
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    • pp.16-24
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    • 2009
  • 본 논문은 다양한 환경오염물질 (CO, $SO_2$, NOx 등)을 실시간 측정할 수 있는 NDIR 기반의 광학분석장치를 위한 새로운 잡음제거기를 제안한다. 센싱된 신호는 높은 주파수를 갖는 측정 노이즈 원과 낮은 주파수를 갖는 드리프트성 노이즈 원에 의해 오염된다. 이러한 잡음들은 시간영역 특성을 고려한 전처리 과정과 부밴드 구조에서 부-전력비를 고려한 후처리에 의해 제거 될 수 있다. 제안한 방법에서 전 후처리 잡음제거 과정은 정밀한 측정이 가능하도록 NDIR 기반의 광학분석장비의 하드웨어 구현에 유리하다.

Development of Fast-Response Portable NDIR Analyzer Using Semiconductor Devices

  • Kim, Woo-Seok;Lee, Jong-Hwa;Park, Young-Moo;Yoo, Jai-Suk;Park, Kyoung-Seok
    • Journal of Mechanical Science and Technology
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    • 제17권12호
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    • pp.2099-2106
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    • 2003
  • In this paper, a novel fast response NDIR analyzer (FRNDIR), which uses an electrically pulsed semiconductor emitter and dual type PbSe detector for the PPM-level detection of carbon dioxide (CO$_2$) at a wavelength of 4.28 $\mu\textrm{m}$, is described. Modulation of conventional NDIR energy typically occurs at 1 to 20 Hz. To achieve real time high-speed measurement, the new analyzer employs a semiconductor light emitter that can be modulated by electrical chopping. Updated measurements are obtained every one millisecond. The detector has two independent lead selenide (PbSe) with IR band pass filters. Both the emitter accuracy and the detector sensitivity are increased by thermoelectric cooling of up to -20 degrees C in all semiconductor devices. Here we report the use of semiconductor devices to achieve improved performance such that these devices have potential application to CO$_2$ gas measurement and, in particular, the measurement of fast response CO$_2$ concentration at millisecond level.

비분산 적외선 방식의 CO2 센서 모듈에 관한 연구 (A Study on CO2 Sensor Module Using NDIR Method)

  • 김규식;오준태;김희식;김조천
    • 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.

NDIR 검출기를 이용하는 대기오염 측정시스템을 위한 미세신호 검출 알고리즘 (Minute Signal Detection Algorithm for Air-pollution Measurement System with The NDIR Detector)

  • 최훈;김현호;황병한;임용석;류근택;배현덕
    • 전자공학회논문지 IE
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    • 제45권3호
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    • pp.27-35
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    • 2008
  • 본 논문은 다중 가스 필터 휠 (multi gas filter correlation wheel: multi GFC wheel)을 갖는 비분산 적외선법(NDIR method : non-dispersive infrared method)을 이용하여 대기 중 다종환경오염물질(CO, $SO_2$, NOx 등)을 동시에 실시간 측정할 수 있는 광학분석장치 개발을 위한 미세신호 검출 알고리즘을 제안한다. MCT(mercury cadmium telluride) 센서를 통해 측정된 각각의 환경오염물질의 미세신호는 고유한 NDIR 흡수 특성을 갖는다. 제안한 방법은 임계값과 하나의 외부 동기신호를 사용하여 연속적으로 측정된 신호로부터 각각의 오염물질 특정농도에 해당하는 데이터를 분리 검출한다.