멀티모달 나노입자 센서의 검출 데이터 분리 방법과 이를 위한 시스템
Method for separating detection data of multimodal nanoparticle sensors and system for the same
특허 요약
멀티모달 나노입자 센서의 제1, 제2 및 제3 나노입자층 각각의 저항값을 검출한 다음, 미리 구한 제2 나노입자층의 저항값과 습도 간의 상관관계 데이터에 기초하여, 제2 나노입자층의 검출된 저항값에 대응하는 습도 데이터를 구한다. 제1 나노입자층과 제3 나노입자층의 온도 및 스트레인에 대한 민감도(상대 저항값)를 정량적으로 확인하고, 확인된 상기 제1 및 제3 나노입자층의 온도 및 스트레인에 대한 민감도에 기초하여 동시에 상기 제1 및 제3 나노입자층의 특정 저항이 만족되는 경우의 온도 데이터와 스트레인 데이터의 조합을 구한다. 제1 나노입자층의 검출된 저항값 데이터를 푸리에 변환하여 얻어지는 주파수 스펙트럼 신호에서 피크 진폭을 나타내는 주파수 성분을 검출하여 진동 데이터로 분리한다. 멀티모달 나노입자 센서로부터 검출되는 저항값들로부터 스트레인, 진동, 온도, 및 습도 데이터를 분리할 수 있다.
청구항
번호청구항
1

유연성 기판, 상기 기판에 적층된 서로 겹치지 않게 소정 패턴으로 적층된 적어도 제1, 제2, 제3 나노입자층, 그리고 상기 제1 및 제3 나노입자층을 덮으면서 상기 기판에 코팅되어 상기 제1 및 제3 나노입자층을 대기 중의 습기로부터 차단하는 보호막을 포함하고, 상기 제1 및 제3 나노입자층은 전도성 나노입자들로 동일한 방향으로 연장된 형태로 형성되고, 상기 제2 나노입자층은 적어도 상층부는 습도민감성 나노입자들로 형성되는 것을 특징으로 하는 멀티모달 나노입자 센서에 있어서, 상기 제1, 제2 및 제3 나노입자층 각각의 저항값을 검출하는 단계;미리 구한 상기 제2 나노입자층의 저항값과 습도 간의 상관관계 데이터에 기초하여, 상기 제2 나노입자층의 검출된 저항값에 대응하는 습도 데이터를 구하는 단계; 및상기 제1 나노입자층과 상기 제3 나노입자층의 온도 및 스트레인에 대한 민감도(상대 저항값)를 정량적으로 확인하고, 확인된 상기 제1 및 제3 나노입자층의 온도 및 스트레인에 대한 민감도에 기초하여 동시에 상기 제1 및 제3 나노입자층의 특정 저항이 만족되는 경우의 온도 데이터와 스트레인 데이터의 조합을 구하는 단계를 구비하여, 멀티모달 나노입자 센서로부터 검출되는 저항값들로부터 스트레인, 온도, 및 습도 데이터를 분리하는 것을 특징으로 하는 멀티모달 나노입자 센서의 검출 데이터 분리 방법.

2

제1항에 있어서, 상기 제1 나노입자층의 검출된 저항값 데이터를 푸리에 변환하여 얻어지는 주파수 스펙트럼 신호에서 피크 진폭을 나타내는 주파수 성분을 검출하여 진동 데이터로 분리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티모달 나노입자 센서의 검출 데이터 분리 방법.

3

제1항에 있어서, 상기 제2 나노입자층을 외부 진동으로부터 차단하기 위해 상기 유연성 기판의 소정 영역에 키리가미 컷팅 패턴을 닫힌 루프 형태로 형성하고, 상기 제2 나노입자층을 상기 키리가미 커팅 패턴의 상기 닫힌 루프 내부에 위치하도록 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티모달 나노입자 센서의 검출 데이터 분리 방법.

4

제1항에 있어서, 상기 저항값을 검출하는 단계는, 상기 제1, 제2 및 제3 나노입자층 각각의 양단에 나타나는 전압신호를 증폭하는 단계; 증폭된 전압신호를 휘스톤브릿지 회로에 입력으로 제공하여 상기 제1, 제2 및 제3 나노입자층 각각의 저항값으로 변환하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티모달 나노입자 센서의 검출 데이터 분리 방법.

5

유연성 기판, 상기 기판에 적층된 서로 겹치지 않게 소정 패턴으로 적층된 적어도 제1, 제2, 제3 나노입자층, 그리고 상기 제1 및 제3 나노입자층을 덮으면서 상기 기판에 코팅되어 상기 제1 및 제3 나노입자층을 대기 중의 습기로부터 차단하는 보호막을 포함하고, 상기 제1 및 제3 나노입자층은 전도성 나노입자들로 동일한 방향으로 연장된 형태로 형성되고, 상기 제2 나노입자층은 적어도 상층부는 습도민감성 나노입자들로 형성되도록 구성된 멀티모달 나노입자 센서;상기 멀티모달 나노입자 센서로부터 상기 제1, 제2, 제3 나노입자층의 저항값을 계측하여 통신을 통해 외부로 제공하도록 구성된 센서 데이터 획득부; 및상기 센서 데이터 획득부와는 통신가능하게 결합되고, 상기 센서 데이터 획득부가 제공하는 저항값 계측 데이터들을 처리하여 스트레인, 온도 및 습도 관련 데이터로 분리해내도록 구성된 센서 데이터 처리부를 구비하며,상기 센서 데이터 처리부는, 상기 제1, 제2 및 제3 나노입자층 각각의 저항값을 검출하는 기능;미리 구한 상기 제2 나노입자층의 저항값과 습도 간의 상관관계 데이터에 기초하여, 상기 제2 나노입자층의 검출된 저항값에 대응하는 습도 데이터를 구하는 기능; 및상기 제1 나노입자층과 상기 제3 나노입자층의 온도 및 스트레인에 대한 민감도(상대 저항값)를 정량적으로 확인하고, 확인된 상기 제1 및 제3 나노입자층의 온도 및 스트레인에 대한 민감도에 기초하여 동시에 상기 제1 및 제3 나노입자층의 특정 저항이 만족되는 경우의 온도 데이터와 스트레인 데이터의 조합을 구하는 기능을 구비하여, 멀티모달 나노입자 센서로부터 검출되는 저항값들로부터 스트레인, 온도, 및 습도 데이터를 분리하도록 구성된 것을 특징으로 하는 멀티모달 나노입자 센서의 검출 데이터 분리 시스템.

6

제5항에 있어서, 상기 센서 데이터 처리부는, 상기 제1 나노입자층의 검출된 저항값 데이터를 푸리에 변환하여 얻어지는 주파수 스펙트럼 신호에서 피크 진폭을 나타내는 주파수 성분을 검출하여 진동 데이터로 분리하는 기능을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티모달 나노입자 센서의 검출 데이터 분리 시스템.