HEMTs 차동다이오드 센서에 의한 무선 수소센서 망

전문가 제언

○ 수소가스는 분자량이 작기 때문에 계통에서 누설되기가 쉽다. 따라서 이러한 누설을 방지해야만 하는데 이는 가스가 공기 중에 4%(Lower Explosive Limit, LEL)에서 90% vol. 범위의 농도에서 매우 높은 가연성 때문이다. 안전성 관점에서 가스 구성의 정확한 측정과 수소의 실시간 감시는 산업체 및 연료전지 응용 등에서 매우 중요하다. 기존 가스 검출 방법은 GC(Gas Chromatograph), MS(Mass Spectrometer) 및 FTIR(Fourier Transform Infrared)과 같은 계기를 사용한다.

○ 그러나 이러한 계측기는 일반적으로 매우 고가이고 숙련된 운전원이 필요하다. 더구나 부피도 크고, 유지 보수도 힘들고 응답시간도 커서 현장 모니터링에는 부적합한 점이 있다. 최근에 가스 마이크로 센서(microsensor) 분야가 급속하게 성장하고 있어서 연구 개발이 활발한 실정이다. 가스 마이크로 센서는 가스분자를 검출하여 가스 밀도에 비례하는 전기신호를 생성하는 소형 변환기(transducer)라 할 수 있다.

○ 수소 마이크로 센서는 기존 가스 검출기에 비하여 많은 장점을 가지고 있다. 즉, 낮은 가격, 소형, 유지 보수성, 신뢰성, 내구성 및 운전 용이성 등이다. 이러한 센서는 가스 누설 검출기뿐 아니라 수소 농도 모니터로도 사용할 수 있다. 또한 이러한 마이크로 센서의 내장에는 소형, 저 전력소모 및 최소한의 유지 보수가 주요 요소이고 일반적인 응용에는 상용화를 위해 신뢰성과 견고성이 기본 요건이 된다.

- 이러한 마이크로 센서는 대부분 Pd(palladium) 박막에 기반하며, 상용화된 마이크로 센서에는 MOS 센서, 반도체 금속산화 센서, 촉매 연소 센서, 전기화학 센서 및 열 전도성 센서, 피에조 센서, SAW 센서(Surface Acoustic Wave Sensor) 및 광섬유 센서 등이 있다.

○ 이 글에서 기술한 Zigbee 무선 센서 망을 이용한 수소 센서노드는 일반적인 마이크로 수소센서의 요건을 만족하고 있다. 또한 검출된 데이터를 기지국(base station)을 통하여 인터넷으로 어느 곳에서나 데이터를 (분석) 모니터링하고 분석할 수 있는 특징이 있다. 그러나 상용화를 위해서는 신뢰성, 유지 보수 및 운전성 등의 개선이 요구된다.

저자

X. Yu, C. Li, Z.N. Low, J. Lin, T.J. Anderson, H.T.Wang, F. Ren, Y.L.Wang, C.Y. Chang,S.J. Pearton, C.H. Hsu, A. Osinsky, A. Dabiran, P. Chow, C. Balaban, J. Painter

자료유형

학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

전기·전자

연도

2008

권(호)

135(1)

잡지명

Sensors and Actuators B: Chemical

과학기술
표준분류

전기·전자

페이지

188~194

분석자

박*준

분석물

• HEMTs 차동다이오드 센서에 의한 무선 수소센서 망.pdf [226,790 byte]

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