센서 4. CO 2 gas 센서 안동대학교 물리학과 윤석수. 기초센서 및 실험 2 1. CO 2 gas 센서 개요 n CO 2 gas 센서 n 기체속 CO 2 의 농도를 ppm 단위로 측정하는 센서 n 용도 n 작은 동물이나 곤충으로 부터 CO 2 농도의 증가 측정 n.

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1 센서 4. CO 2 gas 센서 안동대학교 물리학과 윤석수

2 기초센서 및 실험 2 1. CO 2 gas 센서 개요 n CO 2 gas 센서 n 기체속 CO 2 의 농도를 ppm 단위로 측정하는 센서 n 용도 n 작은 동물이나 곤충으로 부터 CO 2 농도의 증가 측정 n 온실에서 식물의 광합성 광호흡 동안 CO 2 의 농도 변화 모니터링 n 완두콩, 콩의 세포 호흡동안 CO 2 농도 n 교실에서 CO 2 의 농도 변화 모니터링 n 수산화나트륨 (NaOH) 이나 수산화칼륨 (KOH) 을 시용하여 밀폐된 공기속 CO 2 의 제거율 측정 n 화학반응동안 CO 2 발생율 측정

3 기초센서 및 실험 3 2. CO 2 gas 센서 구조 n 적외선 발생기 + 필터 + 적외선 센서 Infrared Source (Metal filament) Narrow Band Fiiter (4260 nm) Infrared sensor

4 기초센서 및 실험 4 2. CO 2 gas 센서 원리 n 적외선 발생기 n Hot metal filament Infrared Source (Metal filament) 적외선 발생

5 기초센서 및 실험 5 2. CO 2 gas 센서 원리 n CO 2 gas 의 흡수 스펙트럼 적외선 영역내의 4.26  m 중심 파장에서 좁은 흡수대를 가짐 4.260  m

6 기초센서 및 실험 6 2. CO 2 gas 센서 원리 n Narrow band filter n 다른 굴절율을 가진 기공성 실리콘의 반복 다층 4.26  m 파장만 통과

7 기초센서 및 실험 7 2. CO 2 gas 센서 원리 n 적외선 센서 n 적외선이 흠수체에 도달하면 온도 증가 n 온도센서 (thermocouple 등 ) 를 이용하여 온도에 비례하는 출력전압 발생 V

8 기초센서 및 실험 8 2. CO 2 gas 센서 원리 n 감지과정 n 적외선 소스에서 적외선 발생 CO 2 gas 에서 4.26  m 파장이 흡수되어 이 파장의 적외선 세기가 CO 2 gas 의 농도에 비례하여 감소 필터를 이용하여 4.26  m 파장만 통과시킴 n 통과된 파장의 적외선의 세기를 온도센서를 이용하여 전압신호로 감지 Infrared Source (Metal filament) Infrared sensor CO 2 V

9 기초센서 및 실험 9 2. CO 2 gas 센서 원리 n 전형적 출력 특성 n 출력전압이 ppm 단위에서 CO 2 개스의 농도에 반비례 ppm = part per million Ex) 600 ppm = 600 L CO 2 in 1,000,000 L

10 기초센서 및 실험 10 3. CO 2 gas 농도 측정방법 n 연결 n 컴퓨터 + 인터페이스 + CO 2 개스 센서 + 소프트웨어 CO 2 gas 센서 인터페이스 컴퓨터 USB 소프트웨어

11 기초센서 및 실험 11 3. CO 2 gas 농도 측정방법 n 인터페이스 구조 센서연결

12 기초센서 및 실험 12 3. CO 2 gas 농도 측정방법 n 연결 순서

13 기초센서 및 실험 13 3. CO 2 gas 농도 측정방법 n 소프트 웨어 (Logger Pro) 실행

14 기초센서 및 실험 14 3. CO 2 gas 농도 측정방법 n 측정 실행 및 저장

15 기초센서 및 실험 15 4. CO 2 gas 센서 취급법 n 측정전 처리 n 특별한 전 처리 필요없음 n 측정시 주의사항 n 액체속에 담그지 말것 n 20 –30 o C 온도범위 내에서 측정 권장 n 안정된 값을 읽기위해 최대 90 초 정도의 warm-up 시간 필요 n 보관시 주의사항 n 특별한 주의 필요없음

16 기초센서 및 실험 16 4. CO 2 gas 센서 취급법 n 센서 보정 n 보정이란 ? n 센서와 인터페이스를 통과해 컴퓨터가 읽은 최종 출력 전압과 CO 2 개스 농도 사이의 비례 상수 결정 n 제조회사에서 이미 결정되어 입력되어 있기에 특별한 보정 필요 없음 n 특별히 보정이 필요한 경우 n 한점 보정 방법 이용 n 공기중 CO 2 개스 의 농도 이용 n 약 400 ppm( ±50 ppm) n 웜업 후 센서의 Callibration button 을 LED 가 3 번 빠르게 깜박일때 까지 누름

17 기초센서 및 실험 17 5. 시범실험 n 숨을 멈춘 상태에서 CO 2 농도 n 숨을 잠시 멈춘 후 입속 공기를 센서에 불어 CO 2 농도 측정 n 멈추지 않은 경우와의 농도 비교