유도-기반 어레이 센서, 그의 제조방법 및 그를 이용한 물질 감지방법
INDUCTIVE-BASED ARRAY SENSOR, PREPARING METHOD OF THE SAME AND OBJECT SENSING METHOD USING THE SAME
특허 요약
본 발명은 유도-기반 어레이 센서, 그의 제조방법 및 그를 이용한 물질 감지방법에 관한 것으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 유도-기반 어레이 센서는, 제1 탄성 기판에 임베디드된 적어도 하나 이상의 코일 패턴을 포함하는 하부 코일부; 제2 탄성 기판에 임베디드된 적어도 하나 이상의 코일 패턴을 포함하는 상부 코일부; 상기 하부 코일부 말단에 연결된 제1 단자; 및 상기 상부 코일부 말단에 연결된 제2 단자;를 포함한다.
청구항
번호청구항
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제1항에 있어서,상기 하부 코일부의 적어도 하나 이상의 코일 패턴 및 상기 상부 코일부의 적어도 하나 이상의 코일 패턴은, 각각, 형상 및 크기가 동일하거나 상이한 것인, 유도-기반 어레이 센서.

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제1항에 있어서,상기 제1 탄성 기판에 임베디드된 적어도 하나 이상의 코일 패턴 또는 상기 제2 탄성 기판에 임베디드된 적어도 하나 이상의 코일 패턴은, 원, 반원, 정사각형 및 직사각형으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나의 형상으로 코일이 터닝된 것인, 유도-기반 어레이 센서.

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제1 탄성 기판에 임베디드된 적어도 하나 이상의 코일 패턴을 포함하는 하부 코일부; 제2 탄성 기판에 임베디드된 적어도 하나 이상의 코일 패턴을 포함하는 상부 코일부; 상기 하부 코일부 말단에 연결된 제1 단자; 및상기 상부 코일부 말단에 연결된 제2 단자;를 포함하는 유도-기반 어레이 센서로서, 상기 하부 코일부의 적어도 하나 이상의 코일 패턴은 상기 하부 코일부의 적어도 하나 이상의 코일 패턴의 중심을 기준으로 시계 방향으로 터닝된 것이고, 상기 상부 코일부의 적어도 하나 이상의 코일 패턴은 상기 상부 코일부의 적어도 하나 이상의 코일 패턴의 중심을 기준으로 시계 반대 방향으로 터닝된 것이고, 상기 제1 탄성 기판에 임베디드된 적어도 하나 이상의 코일 패턴 또는 상기 제2 탄성 기판에 임베디드된 적어도 하나 이상의 코일 패턴은, 각각, 전도성 액체금속을 포함하고, 상기 전도성 액체금속은, 갈륨(Ga), 인듐(In), 주석(Sn) 및 금(Au)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것이고, 인가되는 전압 또는 전류의 주파수에서 인덕턴스 값에 의해,물질의 종류, 상기 유도-기반 어레이 센서와 물질과의 거리, 상기 물질의 형상 및 상기 물질의 속도로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 감지하는 것인,유도-기반 어레이 센서.

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제1항에 있어서,상기 제1 탄성 기판 및 제2 탄성 기판은, 각각 독립적으로, 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane; PDMS), 플루오로엘라스토머(Fluoroelastomer), 비닐리덴플루오라이드-헥사플루오로프로필렌 공중합체(poly(vinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene)), 열경화성 폴리우레탄, 실리콘(silicone), 에코플렉스(ecoflex) 및 드래곤 스킨(dragon skin)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것인, 유도-기반 어레이 센서.

3

제1항에 있어서,상기 하부 코일부의 적어도 하나 이상의 코일 패턴 및 상기 상부 코일부의 적어도 하나 이상의 코일 패턴은 서로 일정거리 이내로 이격되어 배치된 것인, 유도-기반 어레이 센서.

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제1항에 있어서,상기 하부 코일부의 적어도 하나 이상의 코일 패턴 및 상기 상부 코일부의 적어도 하나 이상의 코일 패턴에는 교류 전류(AC)가 인가됨으로써 센싱타겟에 와전류(Eddy Current)가 발생되는 것인, 유도-기반 어레이 센서.

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제1항에 있어서,상기 하부 코일부의 적어도 하나 이상의 코일 패턴 및 상기 상부 코일부의 적어도 하나 이상의 코일 패턴은, 각각, 1 개 내지 100 개인 것인, 유도-기반 어레이 센서.

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제1 탄성 기판에 전도성 액체 금속(liquid metal; LM) 잉크로 인쇄하여 적어도 하나의 코일 패턴을 형성하는 단계;상기 인쇄된 코일 패턴 표면에 탄성 프리-폴리머를 오버코팅한 후 코일 패턴을 열경화하여 코일 패턴이 임베디드된 하부 코일부를 형성하는 단계;제2 탄성 기판에 전도성 액체 금속(LM) 잉크로 인쇄하여 적어도 하나의 코일 패턴을 형성하는 단계; 상기 제2 탄성 기판에 인쇄된 코일 패턴 표면에 탄성 프리-폴리머를 오버코팅한 후 상기 제2 탄성 기판에 인쇄된 코일 패턴의 중심점을 제외한 코일 패턴을 열경화하여 코일 패턴이 임베디드된 상부 코일부를 형성하는 단계; 및상기 하부 코일부 및 상기 상부 코일부가 서로 접하게 위치시키는 단계;를 포함하는,제1항의 유도-기반 어레이 센서의 제조방법.

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제1항의 유도-기반 어레이 센서를 이용한 물질 감지방법으로서,인가되는 전압 또는 전류의 주파수에서 인덕턴스 값을 측정하는 단계;를 포함하는, 유도-기반 어레이 센서를 이용한 물질 감지방법.

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제13항에 있어서,상기 주파수는 제1 주파수 내지 제5 주파수 범위로 설정하는 것이고,제1 주파수는 1 KHz 내지 100 KHz이고,제2 주파수는 100 KHz 내지 1000 KHz이고, 제3 주파수는 1 MHz 내지 10 MHz이고,제4 주파수는 10 MHz 내지 100 MHz이고,제5 주파수는 100 MHz 내지 1000 MHz인 것인, 유도-기반 어레이 센서를 이용한 물질 감지방법.

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제13항에 있어서,상기 물질의 종류는, 자성 금속, 비자성 금속, 사람 손가락 및 나일론으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것인, 유도-기반 어레이 센서를 이용한 물질 감지방법.