개요
가스 센서. 공기 중에 존재하는 특정 가스의 유무 또는 농도를 감지하여 이를 전기적 신호로 변환하는 센서.
가스 센서의 주요 활용
| 활용 분야
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설명
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| 안전
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가스 누출을 감지하여 사고를 예방하고 경보를 제공한다.
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| 환경
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대기질 및 실내 공기 질 상태를 측정한다.
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| 산업
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공정 중 가스 상태를 감시하여 품질과 안전을 유지한다.
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| 교육·실습
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센서 원리 학습 및 아두이노 실험에 활용된다.
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가스 센서 선택 기준
가스 센서의 주요 스펙
| 특성
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의미
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| 선택성 (Selectivity)
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특정 가스를 얼마나 잘 구분할 수 있는지를 나타낸다.
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| 감도 (Sensitivity)
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가스 농도 변화에 대해 출력이 변하는 정도를 의미한다.
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| 응답 시간 (Response Time)
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가스에 노출된 후 센서가 반응하기까지 걸리는 시간이다.
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| 회복 시간 (Recovery Time)
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가스 제거 후 출력이 원래 상태로 돌아가는 데 걸리는 시간이다.
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| 수명 (Lifetime)
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정상적인 성능을 유지할 수 있는 기간이다.
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| 보정 (Calibration)
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기준값을 재설정하여 정확도를 유지하는 과정이다.
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가스 센서의 분류
가스 센서는 동작 원리에 따라 다음과 같이 분류된다.
| 분류
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측정 원리
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대표 가스
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특징
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| 반도체식 (MOS)
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가스에 따른 전기저항 변화
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LPG, 메탄, CO
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구조 단순, 저가, 교육용에 적합
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| 전기화학식
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전극에서의 화학 반응 전류
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CO, O₂, NO₂
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정확도 높음, 수명 제한 존재
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| NDIR
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적외선 흡수량 측정
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CO₂, 메탄
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비접촉 방식, 장기 안정
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| 촉매연소식
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가스 연소에 따른 온도 변화
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가연성 가스
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폭발 하한 농도 측정 가능
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| PID
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자외선 이온화 전류 측정
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VOC
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고감도, 전문 장비용
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방식별 특성 비교
| 항목
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반도체식(MOS)
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전기화학식
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NDIR
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| 정확도
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낮음
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높음
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매우 높음
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| 선택성
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낮음
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높음
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매우 높음
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| 가격
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저렴
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중간
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고가
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| 예열 필요 여부
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필요
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거의 없음
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없음
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| 수명 특성
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장기 사용 시 드리프트 발생
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명확한 수명 존재
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장기 안정
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마이크로컨트롤러에서의 사용 관점
아두이노 등 마이크로컨트롤러에서 센서의 출력 방식에 따라 사용 방법이 달라진다.
| 출력 방식
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사용 방법
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센서 예시
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| 아날로그 출력
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analogRead() 함수 사용
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MQ 시리즈
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| 디지털 출력
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digitalRead() 함수 사용
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임계값 출력 센서
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| I²C 통신
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Wire 라이브러리 사용
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NDIR CO₂ 센서
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| UART 통신
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Serial 통신 사용
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산업용 가스 센서
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가역성과 수명
| 구분
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설명
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| 가역적 반응
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가스 흡착과 탈착에 따라 출력이 반복적으로 변화한다.
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| 비가역 열화
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오염, 고온, 장시간 사용으로 감도가 감소한다.
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| 드리프트
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기준값이나 출력 특성이 서서히 변하는 현상이다.
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센서 선택 가이드
| 사용 목적
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권장 센서 방식
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| 교육·실습
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반도체식 가스 센서
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| 실내 CO₂ 측정
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NDIR 가스 센서
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| 안전 및 산업용
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전기화학식 가스 센서
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| VOC 측정
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PID 센서
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주의사항
- 반도체식 가스 센서는 절대적인 농도 측정보다는 상대적인 변화 감지에 적합하다.
- 안전 관련 용도로 사용할 경우 인증된 상용 센서 사용이 권장된다.
- 장기간 사용 시 정기적인 보정과 점검이 필요하다.
관련 문서
