가스센서 화학공학과 3학년 B반 3조 이상덕 민경진 오지혜 한상미 배은솔 전민아.

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1 가스센서 화학공학과 3학년 B반 3조 이상덕 민경진 오지혜 한상미 배은솔 전민아

2 가스센서란? 기체 중에 포함된 특정의 성분가스를 검지하여 그 농도에 따라 적당한 전기신호로 변환하는 소자

3 가스센서의 분류

4 가스센서의 종류 전해질 내에서 양극과 음극의 화학반응(산화 환원 반응)에 의해 발생하는 전류 값의 변화를 감지
전기화학식 가스센서 전해질 내에서 양극과 음극의 화학반응(산화 환원 반응)에 의해 발생하는 전류 값의 변화를 감지 민감도, 가스 선택성, 안정성, 재현성 우수 갈바니 전지 방식 / 정전위 전해방식 갈바닉 전지 방식 - 산소 가스센서 정전위 전해방식 - 유독가스(CO, NO, H2S 등) 센서에 응용

5 가스센서의 종류 전기화학식 가스센서 갈바니 전지방식 양극에서의 산화 : 2Pb + 2H2O → 2PbO + 4H+ + 4e-
음극에서의 환원 : O2 + 4H+ + 4e- → 2H2O

6 가스센서의 종류 전기화학식 가스센서 정전위방식 Working electrode : CO + H2O → CO2 +2H++2e-
Counter electrode : 1/2 O2 + 2H++2e-  → H2O Overall reaction : CO + 1/2 O2 → CO2

7 가스센서의 종류 전기화학식 가스센서 특 징 저전력으로 구동, 작은 크기로 제작이 가능
정전위 전해방식은 개별 편차가 매우 적고, 재현성이 매우 우수 주위 환경에 대하여 매우 안정적으로 작동 신호가 직선적이고, 구조 및 취급이 간단 전기화학식 가스센서의 주요 특징 • 고감도 • 고정밀도 • 장기적인 성능의 안정성 • 소형의 콤팩트 타입 • 우수한 가격경쟁력

8 가스센서의 종류 가연성가스와 산소와의 반응열(연소열)을 전기신호로 변환하는 방식 가연성가스경보기에 가장 많이 사용
접촉연소식 가스센서 가연성가스와 산소와의 반응열(연소열)을 전기신호로 변환하는 방식 가연성가스경보기에 가장 많이 사용 열선식 센서라 부르기도 함 접촉 연소식센서는 다공질세라믹스 속에 금속열선을 내장 금속열선에 전원을 인가하여 담체를 가열하고 가스가 가열된 담체에 접촉하면 연소반응이 일어남

9 가스센서의 종류 접촉연소식 가스센서

10 가스센서의 종류 가스농도에 비례하여 출력전압이 직선적으로 증가하며 불연성가스인 잡가스에 영향을 받지 않는 이점
접촉연소식 가스센서 특 징 가스농도에 비례하여 출력전압이 직선적으로 증가하며 불연성가스인 잡가스에 영향을 받지 않는 이점 습도의 영향을 받고 너무 고농도인 가스는 검출할 수 없음 가스에 대한 응답 속도가 매우 빠름 주위 온도 변화에 대해서 매우 안정적 센서들간의 편차가 매우 적음 통전 초기의 안정화 시간이 상당히 짧음.

11 가스센서의 종류 주거용과 산업용 가스경보기 보일러와 급탕기를 위한 불완전 연소 경보기 호기중의 알코올 분석기 (음주측정기)
접촉연소식 가스센서 용 도 주거용과 산업용 가스경보기 보일러와 급탕기를 위한 불완전 연소 경보기 호기중의 알코올 분석기 (음주측정기) 각종 가스 농도계 연료 공급 장비를 위한 용액 내 알코올 농도계

12 가스센서의 종류 특정의 화학적 성분을 검출하거나 일정한 양으로 조절하는 센서
반도체식 가스센서 특정의 화학적 성분을 검출하거나 일정한 양으로 조절하는 센서 세라믹 반도체 표면에 가스가 접촉했을 때 일어나는 전기전도도의 변화를 이용하는 것이 많음 가장 널리 쓰이는 물질 - 산화주석(SnO2)

13 가스센서의 종류 SnO2는 산소 공공(oxygen vacancy)을 가지는
반도체식 가스센서 SnO2는 산소 공공(oxygen vacancy)을 가지는 비화학양론적 물질, 열에너지가 주어지면 산소 공공의 전자가 전도대로 이동하여 전도되는 n-형 반도체 SnO2 결정구조

14 가스센서의 종류 반도체식 가스센서 원 리 반도체 표면에 산소의 사전흡착 특정가스의 흡착 흡착가스와 산소의 반응 반응가스의 탈착

15 가스센서의 종류 반도체식 가스센서 원 리

16 가스센서의 종류 반도체식 가스센서 원 리

17 가스센서의 종류 반도체식 가스센서

18 가스센서의 종류 반도체식 가스센서 구조 및 종류

19 가스센서의 종류 반도체식 가스센서 구조 및 종류

20 가스센서의 종류 구조가 간단하고, 가격이 저렴하며, 응답속도가 비교적 빠른 장점 선택성이 떨어짐.
반도체식 가스센서 특 징 구조가 간단하고, 가격이 저렴하며, 응답속도가 비교적 빠른 장점 선택성이 떨어짐. 온도 및 습도 등 주위 환경에 의한 영향을 받음 다른 가스에 의한 측정장애가 심하고, 표면 오염으로 인한 영점의 전이가 심하여 낮은 동도의 정밀 측정에는 적용이 제한됨 센서의 개별적인 편차가 심하고, 재현성이 떨어져서 민수용이나 고농도의 가스누설 탐지에 사용된다.

21 가스센서의 종류 반도체식 가스센서 적용분야 및 요구사항

22 반도체식 가스센서 제조 공정 산화물 분말에 소량의 물 등을 가해 혼합해서 만들어지는 감가스페이스트를 전극처리한 알루미나기판에 도포나 스크린 인쇄등으로 붙인 후 건조하고 고온에서 소결하여 만든다

23 반도체식 가스센서 직접가열형센서 간접가열형센서

24 반도체식 가스센서

25 감사합니다 참고문헌 http://mulli2.kps.or.kr/~pht/8-1_2/21.html
             송전호청 외 지음, 전기화학개론, 도서출판 아진, p.234~237