접촉 연소방식
개요
백금필라멘트의 촉매(백금, 파라디움 등)가 가연성가스를 함유한 공기와 접촉하면 산화반응을 일으키는 방식
구조
센서는 고순도의 백금코일을 감싼 특수 촉매로 코팅 열처리한 측정센서와 온도보상 소자로 구성되어 있다.
가스측정
가연성 가스가 센서의 표면에 접촉하면 가스는 폭발 하한치(LEL) 이하의 농도에서도 연소된다.
연소 과정에서 열이 발생하여 백금코일의 온도를 증가 시키고 가스의 농도와 비례하여 저항값도 증가된다.
가스의 농도는 가스 측정센서와 온도보상센서간의 변화를 휘스톤 브릿지 회로의 불평형 전압에서 전류변화를 검출한다.
특징
- 출력이 가스농도에 비례하며 LEL 농도까지 리니어한 출력 특성을 갖는다.
- 장기안전성에 우수하며 응답특성이 좋다.
- 주위온도 변화 및 습도변화에 영향이 없다.
반도체 방식
개요
금속산화물 반도체의 표면에 가연성가스 등의 분자가 달라붙어 반도체 내의 전자구조를 변화시켜 전기전도도가 증가하는 것을 이용한다.
구조
소결된 금속산화물 반도체는 한 쌍의 백금코일과 코일을 감싸고 있는 반도체 물질(금속산화물)로 구성된다.
가스측정
금속산화물 반도체에 가스가 접촉되면 반도체 소자내에서 자유전자의 이동이 생기고 소자의 전기전도도가 증가하며 이 증가량을 금속 산화물 내에 있는 백금선 코일 전극에 의해 출력으로 검출한다.
특징
- 낮은 농도에서 민감하게 반응하며 센서에 수명이 길다.
- 주위 조건에 따른 보상 능력이 미비
정전위 전해방식
개요
독성가스 검지기에 사용한다.
가스 투과성의 격막을 통하여 전해질에 확산 흡수된 가스는 산화시키고 이때 발생하는 전류를 사용하여 가스농도를 측정한다.
정전위 전해센서는 특정전위에서 가스가 전해될 때 생성되는 전래 전류를 검지하여 가스의 농도를 측정하는 센서이다.
구조
3개 가스전극(작용 전극, 기준전극, 대극전극)과 화학적 내성이 있는 플라스틱 용기 내외 전해질로 구성되어져 있다.
가스측정
정전위 전해식 센서는 작용극과 대전극을 전해액과 같이 격막으로 쌓인 구조로 되어있어 검지대상 가스는 격막을 투과하여 전기화학적 촉매부터 작용전극에 흡착된다.
작용전극에는 미리 정전압 회로에 의해 일정한 전위가 걸려있어 가스는 전극표면에서 전기화학적으로 직접 산화하여 환원반응을 일으킨다.
이에따라 정전위 전해에 의해 발생한 전류는 작용전극과 대전극사이에 접속된 저항을 통하여 흐르며 가스농도에 대응한 전해전류가 발생하며 전해 전류는 각각의 가스농도에 비례한다.
특징
- 낮은 농도에서 민감하게 반응한다.
- 리니어한 출력특성을 갖는다.
- 신뢰성 안전성이 좋다.
- 소형 경량으로 취급이 용이함.
격막갈바니 전지방식
개요
귀금속(은 또는 금)을 양극, 비금속(납, 아연)을 음극으로 하여 이것을 전해질 용액(가성소다수용액)에 참전시켜 만든것으로 산소 감지에 이용된다.
구조
격막갈바니 전극은 감지극 비교극 및 전해액으로 구성되어 있다.
가스측정
전극 선단의 격막은 가스 투과성의 막으로 전극주변의 공기 중에 측정대상 가스가 혼입된 경우 측정대상 가스는 이 격막을 투과해서 전극내의 전해액중에 용해된다. 이때 전극 내부에는 감지극 비교극으로 된 갈바니 전지가 형성되고 전위차가 발생하며 전극 내에서 형성된 갈바니 전지에 의해 산화, 환원, 전해 등의 반응이 일어나며 여기에서 발생한 전기신호를 전극의 출력으로 얻는다.
특징
격막전극 방식
개요 및 가스측정
전극은 작용전극과 대전극을 내부액과 격막으로 밀봉한 구조로 되어있고 이 격막은 측정가스를 투과하는 성질을 갖고 있다.
전극부가 측정가스에 접촉되면 가스는 격막을 투과하여 내부에 들어가 내부액과 반응하여 작용전극에 전위변화가 생기며 이 전기신호의 변화을 검출한다.
내부액 및 작용전극은 검지대상 가스에 따라 달라진다.
특징
- 장기간 감도가 유지된다.
- 응답속도가 빠르다.
- 안전성이 좋다
비 적외선(NDIR) 방식
개요 및 가스측정
가스 분자의 광흡수도를 측정하여 농도를 환산하는 방식이다. 다원자 분자 기체의 특정 파장의 적외선 흡수 특성을 이용하여 농도에 대한 해당 파장의 적외선 흡수율을 측정하여 농도로 환산하는 방식으로 측정가스 외 간섭을 받지 않는다.
특징
- 측정 정밀도가 매우 높음
- 수명이 매우 길다.
- 센서 가격이 상대적으로 높음