복합 가스 센서, 그 제조방법 및 복합 가스 센서의 제어방법
Complex gas sensor, Manufacturing method THEREOF, And CONTROL METHOD FOR THE REFRIGERATOR
특허 요약
광활성 에너지와 정전 용량을 이용한 가스 센서에 관한 것으로, 광을 조사하는 광원과 광에 의하여 타겟 가스가 흡착이 촉진되고, 타겟 가스의 흡착에 따라 정전 용량이 변화하는 가스 검출부를 포함하는 복합 가스 센서를 제공한다.
청구항
번호청구항
1

광을 조사하는 광원; 및상기 광에 의하여 타겟 가스가 흡착이 촉진되고, 상기 타겟 가스의 흡착에 따라 정전 용량이 변화하는 가스 검출부;를 포함하고,상기 가스 검출부는,그래핀(graphene) 및 상기 그래핀과 파이결합되는 수산화기(-OH)를 포함하는 기능기를 포함하는 감응 물질을 포함하여, 상기 타겟 가스를 흡탈착하는 감응부;를 포함하는 복합 가스 센서.

2

제1항에 있어서, 상기 가스 검출부는,상기 감응부를 둘러싸는 상부 전극;상기 상부 전극과 대향하는 하부 전극; 및 상기 상부 전극 및 상기 하부 전극 사이에 배치되는 다공성 구조체;를 더 포함하는 복합 가스 센서.

3

제2항에 있어서, 상기 감응부는, 상기 광원으로부터 조사되는 광 에너지에 의하여 분극 현상이 발생하고, 상기 분극 현상에 의하여 상기 타겟 가스의 흡착이 촉진되는 복합 가스 센서.

4

제2항에 있어서, 상기 가스 검출부는,상기 타겟 가스의 종류에 따라 상기 상부 전극 및 상기 하부 전극에 인가되는 전압의 주파수(Frequency)가 다르게 제어되는 복합 가스 센서.

5

제4 항에 있어서, 상기 타겟 가스는, 메탄올(methanol) 가스, 톨루엔(toluene) 가스, 및 아세톤(acetone) 가스 중 어느 하나를 포함하되, 상기 상부 전극 및 상기 하부 전극에 인가되는 전압의 주파수에 따라, 상기 메탄올(methanol) 가스, 톨루엔(toluene) 가스, 및 아세톤(acetone) 가스 중 어느 하나가 선택적으로 센싱되는 것을 포함하는 복합 가스 센서.

6

제2 항에 있어서,상기 다공성 구조체는, 양극산화 알루미늄(anodic aluminum oxide, AAO), 실리콘 산화물, 폴리이미드(PI), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN), 및 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 중 어느 하나를 포함하는 복합 가스 센서.

7

제2 항에 있어서,상기 감응물질은, 카르복실기(-COOH)를 더 포함하는 복합 가스 센서.

8

제2항에 있어서, 상기 감응부는, 탄소나노튜브(CNT), 비정질 탄소(amorphous carbon), 활성 탄소(active carbon), 및 바이오차르(biochar) 중 어느 하나를 감응 물질로 더 포함하는 복합 가스 센서.

9

제2항에 있어서, 상기 광원은, 자외선 영역의 파장을 방사하고, 상기 감응부는, 상기 자외선을 흡수하여 분극 현상이 발생하고, 상기 분극 현상에 따라 상기 타겟 가스의 흡착이 촉진되는 복합 가스 센서.

10

제4항에 있어서, 상기 가스 검출부에 인가되는 전압의 주파수를 800 Hz 초과 3,000 Hz 미만으로 제어하고, 상기 가스 검출부의 정전 용량 변화에 기초하여 톨루엔(toluene) 가스를 센싱하는 제어부를 더 포함하는 복합 가스 센서.

11

제4항에 있어서, 상기 가스 검출부에 인가되는 전압의 주파수를 300 Hz 이상 800 Hz 이하로 제어하고, 상기 가스 검출부의 정전 용량 변화에 기초하여 아세톤(actone) 가스를 센싱하는 제어부를 더 포함하는 복합 가스 센서.

12

제4항에 있어서, 상기 가스 검출부에 인가되는 전압의 주파수를 10 KHz 이상 1 MHz 이하로 제어하고, 상기 가스 검출부의 정전 용량 변화에 기초하여 메탄올(methanol) 가스를 센싱하는 제어부를 더 포함하는 복합 가스 센서.

13

다공성 구조체를 준비하는 단계; 상기 다공성 구조체의 상부면에, 상기 다공성 구조체의 상부면의 일 영역이 노출되도록, 상부 전극을 형성하는 단계; 상기 다공성 구조체의 하부면에, 하부 전극을 형성하는 단계; 상기 다공성 구조체의 상부면의 노출된 영역에, 그래핀(graphene) 및 상기 그래핀과 파이결합되는 수산화기(-OH)를 포함하는 기능기를 포함하는 감응 물질을 포함하여, 타겟 가스를 흡탈착하는 감응부를 형성하는 단계; 및상기 감응부에 적어도 일부에 광을 조사하는 광원을 마련하는 단계;를 포함하는 복합 가스 센서의 제조 방법.

14

제13항에 있어서, 상기 감응부를 형성하는 단계는, 상기 광원에서 조사되는 광 에너지에 의하여 상기 타겟 가스의 흡착이 촉진되는 상기 감응 물질을 준비하는 단계; 상기 감응 물질에 용매를 혼합하여 소스 용액을 준비하는 단계; 및상기 다공성 구조체가 열처리되는 동안, 상기 다공성 구조체의 상부면의 노출된 영역에 상기 소스 용액을 제공하는 단계;를 포함하는 복합 가스 센서의 제조 방법.

15

그래핀(graphene) 및 상기 그래핀과 파이결합되는 수산화기(-OH)를 포함하는 기능기를 포함하는 감응 물질을 포함하여, 광원과 타겟 가스의 흡착에 따라 정전 용량이 변화하는 가스 검출부;를 포함하는 복합 가스 센서의 제어방법에 있어서, 상기 광원을 제어하여 상기 가스 검출부의 광을 조사하는 단계; 상기 가스 검출부에 검출 주파수를 가진 전압을 인가하는 단계; 상기 가스 검출부의 정전 용량 변화를 검출하는 단계; 및 상기 정전 용량 변화에 기초하여 상기 타겟 가스를 센싱하는 단계;를 포함하는 복합 가스 센서의 제어 방법.

16

제15항에 있어서, 상기 가스 검출부에 검출 주파수를 가진 전압을 인가하는 단계는,검출할 타겟 가스의 종류에 따라 상기 검출 주파수를 결정하는 단계;를 더 포함하는 복합 가스 센서의 제어 방법.

17

제15항에 있어서, 상기 타겟 가스를 센싱하는 단계는,상기 정전 용량의 변화가 미리 설정된 기준을 초과하면 상기 타겟 가스를 센싱하는 단계;를 더 포함하는 복합 가스 센서의 제어 방법.