가스센서
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개요
가스 센서. 공기 중에 존재하는 특정 가스의 유무 또는 농도를 감지하여 이를 전기적 신호로 변환하는 센서.
가스 센서의 주요 활용
| 활용 분야 | 설명 |
|---|---|
| 안전 | 가스 누출을 감지하여 사고를 예방하고 경보를 제공한다. |
| 환경 | 대기질 및 실내 공기 질 상태를 측정한다. |
| 산업 | 공정 중 가스 상태를 감시하여 품질과 안전을 유지한다. |
| 교육·실습 | 센서 원리 학습 및 아두이노 실험에 활용된다. |
가스 센서 선택 기준
가스 센서의 주요 스펙
| 특성 | 의미 |
|---|---|
| 선택성 (Selectivity) | 특정 가스를 얼마나 잘 구분할 수 있는지를 나타낸다. |
| 감도 (Sensitivity) | 가스 농도 변화에 대해 출력이 변하는 정도를 의미한다. |
| 응답 시간 (Response Time) | 가스에 노출된 후 센서가 반응하기까지 걸리는 시간이다. |
| 회복 시간 (Recovery Time) | 가스 제거 후 출력이 원래 상태로 돌아가는 데 걸리는 시간이다. |
| 수명 (Lifetime) | 정상적인 성능을 유지할 수 있는 기간이다. |
| 보정 (Calibration) | 기준값을 재설정하여 정확도를 유지하는 과정이다. |
가스 센서의 분류
가스 센서는 동작 원리에 따라 다음과 같이 분류된다.
| 분류 | 측정 원리 | 대표 가스 | 특징 |
|---|---|---|---|
| 반도체식 (MOS) |
|
LPG, 메탄, CO |
|
| 전기화학식 |
|
CO, O₂, NO₂ | 정확도 높음, 수명 제한 존재 |
| NDIR
(Non-Dispersive Infrared) |
특정 가스의 특정 파장의 적외선 흡수량 측정 | CO₂, 메탄 | 비접촉 방식, 장기 안정 |
| 촉매연소식 | 가스 연소에 따른 온도 변화 | 가연성 가스 | 폭발 하한 농도 측정 가능 |
| PID
(Photo-Ionization Detector) |
자외선 이온화 전류 측정
이온화된 기체로 인해 전류 발생 |
VOC(Volatile Organic Compounds 휘발성 유기 화합물)
|
고감도, 전문 장비용
유기용제 누출 감지 |
방식별 특성 비교
| 항목 | 반도체식(MOS) | 전기화학식 | NDIR | PID |
|---|---|---|---|---|
| 정확도 | 낮음 | 높음 | 매우 높음 | 매우 높음 (ppb) |
| 선택성 | 낮음 | 높음 | 높음 (가스별) | 낮음 (총 VOC 측정) |
| 가격 | 저렴 | 중간 | 고가 | 고가 |
| 예열 필요 여부 | 필요 | 거의 없음 | 없음 | 필요(램프안정) |
| 수명 특성 | 장기 사용 시 드리프트 | 명확한 수명 존재 | 장기 안정 | UV램프 수명 있음 |
| 오차 | 온습도 영향 큼 | 온도 영향 있음 | 영향 적음 | 습도·먼지 영향 있음 |
마이크로컨트롤러에서의 사용 관점
아두이노 등 마이크로컨트롤러에서 센서의 출력 방식에 따라 사용 방법이 달라진다.
| 출력 방식 | 사용 방법 | 센서 예시 |
|---|---|---|
| 아날로그 출력 | analogRead() 함수 사용 | MQ 시리즈 |
| 디지털 출력 | digitalRead() 함수 사용 | 임계값 출력 센서 |
| I²C 통신 | Wire 라이브러리 사용 | NDIR CO₂ 센서 |
| UART 통신 | Serial 통신 사용 | 산업용 가스 센서 |
주의사항
장기간 사용 시 정기적인 보정과 점검이 필요.