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KR102474878B1 - Multi gas detection system for detecting odor and harmful gas - Google Patents

Multi gas detection system for detecting odor and harmful gas Download PDF

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KR102474878B1
KR102474878B1 KR1020200133582A KR20200133582A KR102474878B1 KR 102474878 B1 KR102474878 B1 KR 102474878B1 KR 1020200133582 A KR1020200133582 A KR 1020200133582A KR 20200133582 A KR20200133582 A KR 20200133582A KR 102474878 B1 KR102474878 B1 KR 102474878B1
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KR
South Korea
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concentration
gas
sensor
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sensitivity
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이종흔
황인성
조영무
김기범
Original Assignee
고려대학교 산학협력단
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Publication date
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Abstract

본 발명은 악취 및 유해가스 검출용 복합 가스 검출 시스템에 관한 것이다.
수집된 가스의 농도에 따라 각기 다른 감도를 출력하는 제1 센서와 제2 센서를 포함하는 센싱부; 상기 센싱부에 의해 출력된 감도를 농도 계산식에 적용하여 가스 농도를 계산하도록 구성되는 농도 계산부;　및 상기 농도 계산부에 의해 계산된 가스 농도를 출력하도록 구성되는 농도 출력부를 포함하고, 상기 농도 출력부는: 상기 농도 계산부에 의해 계산된 가스 농도와 기 설정된 제1 농도를 비교하여 상기 센싱부에 포함된 센서 중 어느 하나에 의해 출력된 감도를 기반으로 계산된 가스 농도를 출력하도록 구성되는, 복합 가스 검출 시스템이 제공될 수 있다.The present invention relates to a complex gas detection system for detecting malodorous and harmful gases.
a sensing unit including a first sensor and a second sensor that output different sensitivities according to the concentration of the collected gas; a concentration calculation unit configured to calculate a gas concentration by applying the sensitivity output by the sensing unit to a concentration calculation formula; and a concentration output unit configured to output the gas concentration calculated by the concentration calculation unit, wherein the concentration output unit compares the gas concentration calculated by the concentration calculation unit with a preset first concentration to the sensing unit. A multi-gas detection system may be provided that is configured to output a calculated gas concentration based on a sensitivity output by any one of the included sensors.

Description

악취 및 유해가스 검출용 복합 가스 검출 시스템{MULTI GAS DETECTION SYSTEM FOR DETECTING ODOR AND HARMFUL GAS}Complex gas detection system for odor and harmful gas detection {MULTI GAS DETECTION SYSTEM FOR DETECTING ODOR AND HARMFUL GAS}

본 발명은 악취 및 유해가스 검출용 복합 가스 검출 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a complex gas detection system for detecting malodorous and harmful gases.

삶의 질 향상 및 안전을 보장하기 위하여 공장지대와 하수 내에서 발생하는 악취 및 휘발성 유기 화합물을 쉽게 측정하고 객관적인 지표로 나타내는 기술의 개발이 요구되고 있다.In order to improve the quality of life and ensure safety, the development of a technology that easily measures odors and volatile organic compounds generated in factory areas and sewage and displays them as objective indicators is required.

이러한 악취 및 휘발성 유기화합물은 반도체식 센서, 전기화학식 센서 및 광이온화검출식 센서로 측정이 가능하다.These odors and volatile organic compounds can be measured with a semiconductor sensor, an electrochemical sensor, and a photoionization detection sensor.

대부분의 상용 검출 장비는 선형적인 감응 특성 및 높은 타 가스 선택성을 가지는 전기화학식 센서를 주로 사용하지만, 전기화학식 센서는 넓은 범위 (수십 ppm ~ 수천 ppm)의 가스 농도를 측정하기 때문에 극미량의 가스 농도의 경우 감도 및 분해능이 떨어진다. 하지만 사람은 극미량(sub-ppm 또는 ppb 수준 이하)의 농도에도 악취를 느낄 수 있기에 전기화학식 센서의 검출 농도범위와 괴리감이 있게 된다. 따라서 이를 개선하기 위해 저농도의 가스를 검출할 수 있는 센서가 요구된다.Most commercial detection equipment mainly uses electrochemical sensors with linear response characteristics and high selectivity for other gases, but since electrochemical sensors measure gas concentrations in a wide range (tens of ppm to thousands of ppm), they can be used to measure gas concentrations in extremely small amounts. In this case, the sensitivity and resolution decrease. However, since humans can feel the odor even at a very small concentration (below the sub-ppm or ppb level), there is a sense of discrepancy with the detection concentration range of the electrochemical sensor. Therefore, in order to improve this, a sensor capable of detecting low-concentration gas is required.

이에 반해 반도체식 센서의 경우 넓은 범위에서 선형성 있는 검출이 어렵다는 한계가 있으나, 감지물질 개발 시 극미량의 가스를 검출하는데 보다 유리한 특성이 있다.On the other hand, in the case of semiconductor-type sensors, there is a limitation that it is difficult to detect linearity in a wide range, but there is a more advantageous characteristic in detecting a very small amount of gas when developing a sensing material.

본 발명의 일 실시예는 고농도의 넓은 영역대에서 선형적이며 안정성을 갖는 전기화학식 센서와 저농도의 영역대에서 높은 감응 특성을 갖는 반도체식 센서를 통합하며, 반도체식 센서에 의한 측정 값을 보정할 수 있는 복합 가스 검출 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.An embodiment of the present invention integrates an electrochemical sensor having linearity and stability in a wide range of high concentration and a semiconductor sensor having high sensitivity characteristics in a low concentration range, and correcting the measured value by the semiconductor sensor. It is an object of the present invention to provide a complex gas detection system capable of

한편, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.On the other hand, the technical problems to be achieved in the present invention are not limited to the above-mentioned technical problems, and other technical problems that are not mentioned will become clear to those skilled in the art from the description below. You will be able to understand.

본 발명의 일측면에 따르면, 수집된 가스의 농도에 따라 각기 다른 감도를 출력하는 제1 센서와 제2 센서를 포함하는 센싱부; 상기 센싱부에 의해 출력된 감도를 농도 계산식에 적용하여 가스 농도를 계산하도록 구성되는 농도 계산부;　및 상기 농도 계산부에 의해 계산된 가스 농도를 출력하도록 구성되는 농도 출력부를 포함하고, 상기 농도 출력부는: 상기 농도 계산부에 의해 계산된 가스 농도와 기 설정된 제1 농도를 비교하여 상기 센싱부에 포함된 센서 중 어느 하나에 의해 출력된 감도를 기반으로 계산된 가스 농도를 출력하도록 구성되는, 복합 가스 검출 시스템이 제공될 수 있다.According to one aspect of the present invention, the sensing unit including a first sensor and a second sensor for outputting different sensitivities according to the concentration of the collected gas; a concentration calculation unit configured to calculate a gas concentration by applying the sensitivity output by the sensing unit to a concentration calculation formula; and a concentration output unit configured to output the gas concentration calculated by the concentration calculation unit, wherein the concentration output unit compares the gas concentration calculated by the concentration calculation unit with a preset first concentration to the sensing unit. A multi-gas detection system may be provided that is configured to output a calculated gas concentration based on a sensitivity output by any one of the included sensors.

또한, 상기 농도 출력부는: 상기 농도 계산부에 의해 계산된 가스 농도가 상기 제1　농도를 초과하는 경우,　상기 제1　센서에 의해 출력된 감도를 기반으로 상기 농도 계산부에서 계산한 가스 농도를 출력하고; 상기 농도 계산부에 의해 계산된 가스의 농도가 상기 제1 농도 미만인 경우, 상기 제2 센서에 의해 출력된 감도를 기반으로 상기 농도 계산부에서 계산한 가스의 농도를 출력하도록 구성되는, 복합 가스 검출 시스템이 제공될 수 있다.In addition, the concentration output unit outputs the gas concentration calculated by the concentration calculation unit based on the sensitivity output by the first sensor when the gas concentration calculated by the concentration calculation unit exceeds the first concentration. do; When the concentration of the gas calculated by the concentration calculation unit is less than the first concentration, configured to output the concentration of the gas calculated by the concentration calculation unit based on the sensitivity output by the second sensor, complex gas detection system can be provided.

또한, 상기 제1 센서는 전기화학식 센서를 포함하고, 상기 제2 센서는 반도체식 센서를 포함하는, 복합 가스 검출 시스템이 제공될 수 있다.In addition, a complex gas detection system may be provided in which the first sensor includes an electrochemical sensor and the second sensor includes a semiconductor sensor.

또한, 상기 농도 계산부는: 사용자로부터 상기 제1　센서와 상기 제2　센서 각각에 대해 가스의 농도에 따른 감도 정보를 입력 받아 상기 농도 계산식을 산출하도록 구성되는 농도 계산식 산출 유닛; 상기 센싱부에 의해 출력된 감도를 상기 농도 계산식에 적용하여 가스 농도를 계산하도록 구성되는 농도 계산 유닛;　및 상기 제1 농도에서의　상기 제1 센서에 의해 출력된 감도와 상기 제2 센서에 의해 출력된 감도 간의 오차를 감소시키도록 구성되는 교정 유닛을 포함하는, 복합 가스 검출 시스템이 제공될 수 있다.In addition, the concentration calculation unit: a concentration calculation equation calculation unit configured to receive sensitivity information according to the concentration of gas for each of the first sensor and the second sensor from a user and calculate the concentration calculation equation; a concentration calculation unit configured to calculate a gas concentration by applying the sensitivity output by the sensing unit to the concentration calculation formula; and a calibration unit configured to reduce an error between a sensitivity output by the first sensor and a sensitivity output by the second sensor at the first concentration.

또한, 상기 농도 계산식은: 상기 제1 센서에서의 가스의 농도에 따른 감도 정보를 나타내는 제1 농도 계산식과; 상기 제2 센서에서의 가스의 농도에 따른 감도 정보를 나타내는 제2 농도 계산식을 포함하는, 복합 가스 검출 시스템이 제공될 수 있다.In addition, the concentration calculation equation may include: a first concentration calculation equation representing sensitivity information according to the concentration of the gas in the first sensor; A complex gas detection system including a second concentration calculation formula representing sensitivity information according to the concentration of the gas in the second sensor may be provided.

또한, 상기 교정 유닛은: 상기 제1 농도에서 상기 제1 센서에 의해 출력된 감도인 제1 감도와 상기 제2 센서에 의해 출력된 감도인 제2 감도 간의 오차가 기 설정된 오차 범위를 초과하는 경우, 상기 제1 감도와 상기 제2 감도가 일치하도록 상기 제1 농도 계산식을 교정하도록 구성되는, 복합 가스 검출 시스템이 제공될 수 있다.In addition, the calibration unit: when the error between the first sensitivity, which is the sensitivity output by the first sensor, and the second sensitivity, which is the sensitivity output by the second sensor, at the first concentration exceeds a preset error range , a complex gas detection system configured to calibrate the first concentration calculation formula so that the first sensitivity and the second sensitivity match.

또한, 상기 제2 센서에 의한 센싱 결과를 기반으로 상기 수집된 가스의 종류를 구별하도록 구성되는 가스 구별부를 더 포함하고, 상기 가스 구별부는: 상기 제1 센서에 의해 구별된 가스의 종류를 참조하여 상기 제2 센서에 의한 센싱 결과를 보정한 후 이를 학습함으로써, 상기 제2 센서에 의한 센싱 결과만으로 상기 가스의 종류를 구별하도록 구성되는, 복합 가스 검출 시스템이 제공될 수 있다.The gas discrimination unit may further include a gas discrimination unit configured to distinguish a type of the collected gas based on a sensing result by the second sensor, wherein the gas differentiation unit: refers to the type of gas distinguished by the first sensor. By correcting the sensing result by the second sensor and then learning it, a complex gas detection system configured to distinguish the type of the gas only by the sensing result by the second sensor may be provided.

또한, 상기 제1 농도는: 상기 가스가 H2S인 경우, 3ppm에 해당하고; 상기 가스가 NH3인 경우, 15ppm에 해당하는, 복합 가스 검출 시스템이 제공될 수 있다.In addition, the first concentration corresponds to: 3 ppm when the gas is H 2 S; When the gas is NH 3 , corresponding to 15 ppm, a complex gas detection system may be provided.

본 발명의 일측면에 따르면, a) 제1 센서와 제2 센서를 포함하는 센싱부에 의해, 수집된 가스의 농도에 따라 각기 다른 감도를 출력하는 단계; b)　농도 계산부에 의해,　상기 출력된 감도를 농도 계산식에 적용하여 가스 농도를 계산하는 단계;　및 c)　농도 출력부에 의해,　상기 계산된 가스 농도를 출력하는 단계를 포함하고, 상기 c)　단계는: 상기 b) 단계에서 계산된 가스 농도와 기 설정된 제1 농도를 비교하여 상기 센싱부에 포함된 센서 중 어느 하나에 의해 출력된 감도를 기반으로 계산된 가스 농도를 출력하는 단계인, 복합 가스 검출 방법이 제공될 수 있다.According to one aspect of the present invention, a) outputting different sensitivities according to the concentration of the collected gas by a sensing unit including a first sensor and a second sensor; b) calculating a gas concentration by applying the output sensitivity to a concentration calculation formula by a concentration calculation unit; and c) outputting the calculated gas concentration by a concentration output unit, wherein step c): compares the gas concentration calculated in step b) with a preset first concentration to the sensing unit. A method of detecting a complex gas, which is a step of outputting a gas concentration calculated based on a sensitivity output by any one of included sensors, may be provided.

또한, 상기 c) 단계는: c-1)　상기 b)　단계에서 계산된 가스 농도가 상기 제1　농도를 초과하는 경우,　상기 제1　센서에 의해 출력된 감도를 기반으로 상기 b)　단계에서 계산한 가스 농도를 출력하고; c-2) 상기 b) 단계에서 계산된 가스의 농도가 상기 제1 농도 미만인 경우, 상기 제2 센서에 의해 출력된 감도를 기반으로 상기 b) 단계에서 계산한 가스의 농도를 출력하는 단계인, 복합 가스 검출 방법이 제공될 수 있다.In addition, step c) is: c-1) When the gas concentration calculated in step b) exceeds the first concentration, based on the sensitivity output by the first sensor, calculated in step b) output gas concentration; c-2) when the concentration of the gas calculated in step b) is less than the first concentration, outputting the concentration of the gas calculated in step b) based on the sensitivity output by the second sensor, A multiple gas detection method may be provided.

본 발명의 일 실시예에 따른 복합 가스 검출 시스템은 고농도의 넓은 영역대에서 선형적이며 안정성을 갖는 전기화학식 센서와 저농도의 영역대에서 높은 감응 특성을 갖는 반도체식 센서를 통합하며, 반도체식 센서에 의한 측정 값을 보정할 수 있다.A complex gas detection system according to an embodiment of the present invention integrates an electrochemical sensor having linearity and stability in a wide range of high concentration and a semiconductor sensor having high sensitivity characteristics in a low concentration range. The measured value can be corrected by

한편, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.On the other hand, the effects obtainable in the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below. You will be able to.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 가스 검출 시스템(10)의 각 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 제1 센서와 제2 센서를 모두 포함하는 복합 가스 검출 시스템(10)에서의 가스 농도에 따른 감도 변화를 나타낸 그래프이다.
도 3은 제2 센서(120)에서 발생한 감도 오차를 교정하는 모습을 나타낸 도면이다.
도 4는 가스 구별부(400)의 동작 과정을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 가스 검출 방법을 개략적으로 나타낸 도면이다.1 is a diagram schematically showing each component of a complex gas detection system 10 according to an embodiment of the present invention.
2 is a graph showing a change in sensitivity according to gas concentration in the complex gas detection system 10 including both the first sensor and the second sensor.
FIG. 3 is a diagram illustrating a state in which a sensitivity error generated by the second sensor 120 is corrected.
4 is a diagram illustrating an operation process of the gas distinguishing unit 400 .
5 is a diagram schematically illustrating a method for detecting a complex gas according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 다른 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술 되는 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 만일 정의되지 않더라도, 여기서 사용되는 모든 용어들(기술 혹은 과학 용어들을 포함)은 이 발명이 속한 종래 기술에서 보편적 기술에 의해 일반적으로 수용되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적인 사전들에 의해 정의된 용어들은 관련된 기술 그리고/혹은 본 출원의 본문에 의미하는 것과 동일한 의미를 갖는 것으로 해석될 수 있고, 그리고 여기서 명확하게 정의된 표현이 아니더라도 개념화되거나 혹은 과도하게 형식적으로 해석되지 않을 것이다. 본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다' 및/또는 이 동사의 다양한 활용형들 예를 들어, '포함', '포함하는', '포함하고', '포함하며' 등은 언급된 조성, 성분, 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 조성, 성분, 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 본 명세서에서 '및/또는' 이라는 용어는 나열된 구성들 각각 또는 이들의 다양한 조합을 가리킨Other advantages and features of the present invention, and methods for achieving them, will become clear with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below and may be implemented in various different forms, but only the present embodiments make the disclosure of the present invention complete, and the common knowledge in the art to which the present invention belongs It is provided to fully inform the holder of the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims. Even if not defined, all terms (including technical or scientific terms) used herein have the same meaning as generally accepted by common technology in the prior art to which this invention belongs. Terms defined by general dictionaries may be interpreted to have the same meaning as they have in the related art and/or the text of the present application, and are not conceptualized or overly formalized, even if not expressly defined herein. won't Terms used in this specification are for describing embodiments and are not intended to limit the present invention. In this specification, singular forms also include plural forms unless specifically stated otherwise in a phrase. As used in the specification, 'comprise' and/or various conjugations of this verb, such as 'comprising', 'comprising', 'comprising', 'comprising', etc., refer to a mentioned composition, ingredient, component, Steps, acts and/or elements do not preclude the presence or addition of one or more other compositions, ingredients, components, steps, acts and/or elements. As used herein, the term 'and/or' refers to each of the listed elements or various combinations thereof.

한편, 본 명세서 전체에서 사용되는 '~부', '~기', '~블록', '~모듈' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미할 수 있다. 예를 들어 소프트웨어, FPGA 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미할 수 있다. 그렇지만 '~부', '~기', '~블록', '~모듈' 등이 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부', '~기', '~블록', '~모듈'은 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 이하, 본 명세서의 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.Meanwhile, terms such as '~unit', '~group', '~block', and '~module' used throughout this specification may mean a unit that processes at least one function or operation. For example, it can mean software, hardware components such as FPGAs or ASICs. However, '~ unit', '~ group', '~ block', '~ module', etc. are not meant to be limited to software or hardware. '~unit', '~group', '~block', '~module' may be configured to be in an addressable storage medium or configured to reproduce one or more processors. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings of this specification.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 가스 검출 시스템(10)의 각 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.1 is a diagram schematically showing each component of a complex gas detection system 10 according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 복합 가스 검출 시스템(10)은 센싱부(100), 농도 계산부(200) 및 농도 출력부(300)를 포함한다.Referring to FIG. 1 , the complex gas detection system 10 includes a sensing unit 100 , a concentration calculator 200 and a concentration output unit 300 .

센싱부(100)는 수집된 가스의 농도에 따라 각기 다른 감도를 출력하도록 구성되며, 제1 센서(110) 및 제2 센서(120)를 포함한다. 이때, 제1 센서(110)는 전기화학식 센서를 포함할 수 있고, 제2 센서(120)는 반도체식 센서를 포함할 수 있다.The sensing unit 100 is configured to output different sensitivities according to the concentration of the collected gas, and includes a first sensor 110 and a second sensor 120 . In this case, the first sensor 110 may include an electrochemical sensor, and the second sensor 120 may include a semiconductor sensor.

악취 및 유해가스의 경우 사람은 수십 ppb 정도의 극미량의 가스 농도에서도 악취가 느낄 수 있으며, 수백 ppm 정도의 가스에 노출될 경우에는 호흡장애, 실신, 사망 등에 이를 수 있다. 예를 들어, H2S 가스의 경우 악취 발생 범위는 0.017 내지 10 ppm이며, 유해 농도 범위인 10 내지 100 ppm에서는 두통 또는 호흡 장애 등이 발생할 수 있다. 또한, NH3 가스의 경우 악취 발생 범위는 1.5 내지 6 ppm이며, 유해 농도 범위인 6 내지 300 ppm에서는 두통 또는 인체 자극 등이 발생할 수 있다. Toluene 가스의 경우 악취 발생 범위는 0.33 내지 30 ppm이며, CO 가스의 경우 유해 농도 범위인 50 내지 수천 ppm에서는 두통, 구토, 실신 또는 사망 등의 사고가 발생할 수 있다. 따라서, 넓은 범위의 농도에서 가스를 감지할 필요성이 있다.In the case of odor and harmful gas, a person can feel the odor even at a gas concentration of about tens of ppb, and when exposed to a gas of about several hundred ppm, respiratory failure, fainting, death, etc. may occur. For example, in the case of H 2 S gas, the odor generation range is 0.017 to 10 ppm, and headaches or respiratory disorders may occur in the harmful concentration range of 10 to 100 ppm. In addition, in the case of NH 3 gas, the odor generation range is 1.5 to 6 ppm, and a headache or body irritation may occur in a harmful concentration range of 6 to 300 ppm. In the case of toluene gas, the odor generation range is 0.33 to 30 ppm, and in the case of CO gas, accidents such as headache, vomiting, fainting or death may occur in the harmful concentration range of 50 to thousands of ppm. Therefore, there is a need to detect gases in a wide range of concentrations.

일반적으로 가스 검출에는 전기화학식 가스 센서(이하, 전기화학식 센서)와 반도체식 가스 센서(이하, 반도체식 센서)가 사용된다.In general, an electrochemical gas sensor (hereinafter referred to as an electrochemical sensor) and a semiconductor gas sensor (hereinafter referred to as a semiconductor sensor) are used for gas detection.

전기화학식 센서는 타 가스에 대한 선택성과 선형성이 우수하고 온도 또는 습도 등의 환경에 의한 영향이 작은 장점이 있으나, 저농도의 가스 감지에는 어려움이 있다.　The electrochemical sensor has the advantage of being excellent in selectivity and linearity for other gases and being less affected by environmental factors such as temperature or humidity, but has difficulty in detecting low-concentration gases.

예를 들면, FIGARO 사의 CO 센서는 측정 농도 범위가 0 내지 1000 ppm이고, 측정하한은 3 ppm이며, 해상도는 1 ppm이다. SENKO 사의 NH3 센서는 측정 농도 범위가 0 내지 100 ppm이고, 측정하한은 2 ppm이며, 해상도는 1 ppm이다. MGK 사의 H2S 센서는 측정 농도 범위가 0 내지 100 ppm이고, 측정하한은 0.4 ppm이며, 해상도는 0.1 ppm이다.For example, FIGARO's CO sensor has a measurement concentration range of 0 to 1000 ppm, a measurement lower limit of 3 ppm, and a resolution of 1 ppm. SENKO's NH 3 sensor has a measurement concentration range of 0 to 100 ppm, a measurement lower limit of 2 ppm, and a resolution of 1 ppm. MGK's H 2 S sensor has a measurement concentration range of 0 to 100 ppm, a measurement lower limit of 0.4 ppm, and a resolution of 0.1 ppm.

즉, 전기화학식 센서의 경우 극미량의 가스 농도 범위에서는 가스 농도 구분을 위한 해상도가 부족하여 측정 가능한 하한 농도가 높은 단점이 있다.That is, in the case of the electrochemical sensor, there is a disadvantage in that the lower limit concentration that can be measured is high because the resolution for distinguishing the gas concentration is insufficient in the extremely small gas concentration range.

반도체식 센서는 환경에 의한 영향이 크고, 고농도 범위에서 선형성이 좋지 않지만, 고성능 감지물을 사용할 경우 저농도에서 감도가 전기화학식 센서보다 우수하여 저농도 가스 감지에 주로 사용되고 있다.Semiconductor sensors are highly influenced by the environment and have poor linearity in a high concentration range. However, when using high-performance sensing objects, sensitivity is superior to electrochemical sensors at low concentrations, so they are mainly used for low-concentration gas detection.

하지만, 악취 및 유해가스의 경우 악취 발생 범위와 유해 농도 범위 모두에 대한 감지가 요구된다. 즉, 각각의 유해가스 별 기준 농도(이하, 제1 농도)를 설정하고 설정된 제1 농도의 초과 여부에 따라 고농도와 저농도를 각각 구분지을 수 있다.However, in the case of odor and harmful gas, detection of both the odor generation range and the harmful concentration range is required. That is, a reference concentration (hereinafter referred to as first concentration) for each harmful gas may be set, and a high concentration and a low concentration may be classified according to whether or not the set first concentration is exceeded.

예를 들어,　H2S 가스의 경우 0.01 내지 3 ppm을 저농도로 설정하고, 3 내지 100 ppm을 고농도로 설정할 수 있다. 또한, NH3 가스의 경우 0.1 내지 15 ppm을 저농도로 설정하고, 15 내지 300 ppm을 고농도로 설정할 수 있다.For example, in the case of H 2 S gas, 0.01 to 3 ppm may be set as a low concentration, and 3 to 100 ppm may be set as a high concentration. In addition, in the case of NH 3 gas, 0.1 to 15 ppm may be set as a low concentration, and 15 to 300 ppm may be set as a high concentration.

본 발명의 일 실시예에 따른 복합 가스 검출 시스템(10)은 각 가스 별 고농도 범위에서는 전기화학식 센서를 이용하여 가스 농도를 측정하고, 저농도 범위에서는 반도체식 센서를 이용하여 가스 농도를 측정함으로써, 전기화학식 센서와 반도체식 센서의 장점을 모두 누릴 수 있다.Complex gas detection system 10 according to an embodiment of the present invention measures the gas concentration using an electrochemical sensor in the high concentration range for each gas, and measures the gas concentration using a semiconductor sensor in the low concentration range, You can enjoy the advantages of both chemical sensors and semiconductor sensors.

농도 계산부(200)는 센싱부(100) 의해 출력된 감도를 농도 계산식에 적용하여 가스 농도를 계산하도록 구성된다.The concentration calculation unit 200 is configured to calculate the gas concentration by applying the sensitivity output by the sensing unit 100 to the concentration calculation formula.

농도 출력부(300)는 농도 계산부(200)에 의해 계산된 가스 농도를 출력하도록 구성된다. 보다 상세히 말하면, 농도 출력부(300)는 농도 계산부(200)에 의해 계산된 가스 농도와 기 설정된 제1 농도를 비교하여 센싱부(100)에 포함된 제1 센서(110) 및 제2 센서(120) 중 어느 하나의 센서에 의해 출력된 감도를 기반으로 계산된 가스 농도를 출력하도록 구성된다.The concentration output unit 300 is configured to output the gas concentration calculated by the concentration calculation unit 200 . More specifically, the concentration output unit 300 compares the gas concentration calculated by the concentration calculation unit 200 with a preset first concentration, and the first sensor 110 and the second sensor included in the sensing unit 100 (120) is configured to output the calculated gas concentration based on the sensitivity output by any one sensor.

농도 출력부(300)에 의한 가스 농도 출력 과정을 보다 상세히 기술하면 다음과 같다.A gas concentration output process by the concentration output unit 300 will be described in detail.

농도 출력부(300)는 농도 계산부(200)에 의해 계산된 가스 농도가 제1 농도를 초과하는 경우, 제1 센서(110)에 의해 출력된 감도를 기반으로 농도 계산부(200)에서 계산한 가스 농도를 출력하도록 구성될 수 있다.When the gas concentration calculated by the concentration calculator 200 exceeds the first concentration, the concentration output unit 300 calculates the concentration in the concentration calculator 200 based on the sensitivity output by the first sensor 110. It can be configured to output one gas concentration.

또한, 농도 출력부(300)는 농도 계산부(200)에 의해 계산된 가스의 농도가 제1 농도 미만인 경우, 제2 센서(120)에 의해 출력된 감도를 기반으로 농도 계산부(200)에서 계산한 가스의 농도를 출력하도록 구성될 수 있다.Also, when the concentration of the gas calculated by the concentration calculator 200 is less than the first concentration, the concentration output unit 300 calculates the concentration from the concentration calculator 200 based on the sensitivity output by the second sensor 120. It can be configured to output the calculated concentration of the gas.

예를 들어, 가스의 종류가 H2S이고 기 설정된 제1 농도가 3ppm인 경우,　제1 센서(110) 또는 제2 센서(120) 중 적어도 어느 하나에 의해 출력된 감도를 농도 계산식에 적용하여 계산된 가스 농도 10 ppm일 경우에는 제1 센서(110)에 의해 출력된 감도를 농도 계산식에 적용하여 계산된 가스 농도를 농도 출력부(300)를 통해 출력하고, 제1 센서(110) 또는 제2 센서(120) 중 적어도 어느 하나에 의해 출력된 감도를 농도 계산식에 적용하여 계산된 가스 농도 1 ppm일 경우에는 제2 센서(120)에 의해 출력된 감도를 농도 계산식에 적용하여 계산된 가스 농도를 농도 출력부(300)를 통해 출력할 수 있다.For example, when the type of gas is H 2 S and the preset first concentration is 3 ppm, the sensitivity output by at least one of the first sensor 110 and the second sensor 120 is applied to the concentration calculation formula When the calculated gas concentration is 10 ppm, the gas concentration calculated by applying the sensitivity output by the first sensor 110 to the concentration calculation formula is output through the concentration output unit 300, and the first sensor 110 or The gas concentration calculated by applying the sensitivity output by at least one of the two sensors 120 to the concentration calculation formula When the gas concentration is 1 ppm, the gas concentration calculated by applying the sensitivity output by the second sensor 120 to the concentration calculation formula may be output through the concentration output unit 300.

도 2는 제1 센서와 제2 센서를 모두 포함하는 복합 가스 검출 시스템(10)에서의 가스 농도에 따른 감도 변화를 나타낸 그래프이다.2 is a graph showing a change in sensitivity according to gas concentration in the complex gas detection system 10 including both the first sensor and the second sensor.

도 2를 참조하면, 복합 가스 검출 시스템(10)은 가스 농도가 제1 농도를 초과하는 경우에는 제1 센서(110)에 의해 출력된 감도를 사용하고, 가스 농도가 제1 농도 미만인 경우에는 제2 센서(120)에 의해 출력된 감도를 사용하여 가스의 농도를 검출한다.Referring to FIG. 2 , the complex gas detection system 10 uses the sensitivity output by the first sensor 110 when the gas concentration exceeds the first concentration, and uses the sensitivity output by the first sensor 110 when the gas concentration is less than the first concentration. 2 The concentration of the gas is detected using the sensitivity output by the sensor 120.

이 과정에서 센싱부(100)에 의해 출력된 감도를 농도 계산식에 적용하여 가스 농도를 계산한다. 농도 계산부(200)에 의한 농도 계산 과정을 보다 상세히 기술하면 다음과 같다.In this process, the gas concentration is calculated by applying the sensitivity output by the sensing unit 100 to the concentration calculation formula. A concentration calculation process by the concentration calculator 200 will be described in more detail.

농도 계산부(200)는 농도 계산식 산출 유닛(210), 농도 계산 유닛(220) 및 교정 유닛(230)을 포함할 수 있다.The concentration calculation unit 200 may include a concentration calculation formula calculation unit 210 , a concentration calculation unit 220 and a correction unit 230 .

농도 계산식 산출 유닛(210)은 사용자로부터 제1 센서(110)와 제2 센서(120) 각각에 대해 가스의 농도에 따른 감도 정보를 입력 받아 농도 계산식을 산출하도록 구성될 수 있다.The concentration calculation equation calculation unit 210 may be configured to receive sensitivity information according to the concentration of gas for each of the first sensor 110 and the second sensor 120 from a user and calculate a concentration calculation equation.

이때 농도 계산식은 제1 센서(110)에서의 가스의 농도에 따른 감도 정보를 나타내는 제1 농도 계산식과 제2 센서(120)에서의 가스의 농도에 따른 감도 정보를 나타내는 제2 농도 계산식을 포함할 수 있다.At this time, the concentration calculation equation may include a first concentration calculation equation representing sensitivity information according to the gas concentration in the first sensor 110 and a second concentration calculation equation representing sensitivity information according to the gas concentration in the second sensor 120. can

즉, 제1 센서(110)에 포함된 전기화학식 센서의 경우 가스 농도에 따른 감도 그래프는 제1 농도 계산식인 y=cx+d로 표현될 수 있으며, 제2 센서(120)에 포함된 반도체식 센서의 경우 가스 농도에 따른 감도 그래프는 제2 농도 계산식인 y=ax+b로 근사화될 수 있다. 이때, a는 제1 농도 계산식의 기울기, b는 제1 농도 계산식의 y절편, c는 제2 농도 계산식의 기울기, d는 제2 농도 계산식의 y절편을 나타낸다.That is, in the case of the electrochemical sensor included in the first sensor 110, the sensitivity graph according to the gas concentration can be expressed as y = cx + d, which is the first concentration calculation formula, and the semiconductor type included in the second sensor 120 In the case of a sensor, a sensitivity graph according to gas concentration may be approximated by a second concentration calculation formula, y=ax+b. Here, a is the slope of the first concentration formula, b is the y-intercept of the first concentration formula, c is the slope of the second concentration formula, and d is the y-intercept of the second concentration formula.

농도 계산 유닛(220)은 센싱부(100)에 의해 출력된 감도를 농도 계산식에 적용하여 가스 농도를 계산하도록 구성될 수 있다. 보다 상세히 말하면, 제1 센서(110)에 의해 출력된 감도를 제1 농도 계산식에 적용하여 가스 농도를 계산할 수 있으며, 제2 센서(120)에 의해 출력된 감도를 제2 농도 계산식에 적용하여 가스 농도를 계산할 수 있다.The concentration calculation unit 220 may be configured to calculate the gas concentration by applying the sensitivity output by the sensing unit 100 to a concentration calculation formula. More specifically, the gas concentration may be calculated by applying the sensitivity output by the first sensor 110 to the first concentration calculation equation, and the gas concentration may be calculated by applying the sensitivity output by the second sensor 120 to the second concentration calculation equation. concentration can be calculated.

도 3은 제2 센서(120)에서 발생한 감도 오차를 교정하는 모습을 나타낸 도면이다.FIG. 3 is a diagram illustrating a state in which a sensitivity error generated by the second sensor 120 is corrected.

도 3을 참조하면, 제2 센서(120)에 포함된 반도체식 센서의 경우 온도 및 습도를 포함한 환경에 의한 영항 또는 사용 기간에 따라 감도 변화폭이 크게 발생할 수 있다. 이에 따라, 반도체식 센서 사용 중 발생할 수 있는 오차를 교정하는 과정이 요구된다.Referring to FIG. 3 , in the case of the semiconductor sensor included in the second sensor 120, a wide range of sensitivity change may occur depending on the influence of the environment including temperature and humidity or the period of use. Accordingly, a process of calibrating an error that may occur during use of a semiconductor sensor is required.

이를 위해 복합 가스 검출 시스템(10)은 교정 유닛(230)을 포함할 수 있으며, 교정 유닛(230)은 제1 농도 조건 하에서 제1 센서(110)에 의해 출력된 감도와 제2 센서(120)에 의해 출력된 감도 간의 오차를 감소시키도록 구성될 수 있다.To this end, the complex gas detection system 10 may include a calibration unit 230, which measures the sensitivity output by the first sensor 110 under the first concentration condition and the second sensor 120. It can be configured to reduce the error between the sensitivities output by

보다 상세히 말하면, 교정 유닛(230)은 제1 농도에서 제1 센서(110)에 의해 출력된 감도인 제1 감도와 제1 농도에서 제2 센서(120)에 의해 출력된 감도인 제2 감도 간의 오차가 측정하며, 측정된 오차가 기 설정된 오차 범위를 초과하는 경우 제1 감도와 제2 감도가 일치하도록 제1 농도 계산식을 교정하도록 구성될 수 있다.More specifically, the calibration unit 230 determines between a first sensitivity, which is the sensitivity output by the first sensor 110 at the first concentration, and a second sensitivity, which is the sensitivity output by the second sensor 120 at the first concentration. An error may be measured, and when the measured error exceeds a preset error range, the first concentration calculation formula may be corrected so that the first sensitivity and the second sensitivity match.

예를 들어, 교정 유닛(230)은 제2 농도 계산식의 y절편인 d 값은 그대로 두고, 제1 농도에서 제2 농도 계산식에 의해 계산된 감도와 제1 농도에서 제1 농도 계산식에 의해 계산된 감도가 일치하도록　제2 농도 계산식의 기울기인 c 값을 교정할 수 있다. 하지만, 이와 달리 c 값은 그대로 두고 y 값만을 교정하거나, c 값과 d 값을 모두 교정하는 것 역시 가능하다.For example, the calibration unit 230 leaves the d value, which is the y-intercept of the second concentration calculation equation, as it is, and calculates the sensitivity calculated by the second concentration calculation equation at the first concentration and the first concentration calculation equation at the first concentration. The c value, which is the slope of the second concentration calculation formula, can be corrected so that the sensitivity is the same. However, unlike this, it is also possible to calibrate only the y value while leaving the c value as it is, or to calibrate both the c value and the d value.

도 4는 가스 구별부(400)의 동작 과정을 나타낸 도면이다.4 is a diagram illustrating an operation process of the gas distinguishing unit 400 .

도 4를 참조하면, 복합 가스 검출 시스템(10)은 제2 센서(120)에 의한 센싱 결과를 기반으로 수집된 가스의 종류를 구별하도록 구성되는 가스 구별부(400)를 더 포함할 수 있다.Referring to FIG. 4 , the complex gas detection system 10 may further include a gas distinguishing unit 400 configured to distinguish a type of collected gas based on a sensing result by the second sensor 120 .

보다 상세히 말하면, 가스 구별부(400)는 제1 센서(110)에 의해 구별된 가스의 종류를 참조하여 제2 센서(120)에 의한 센싱 결과를 보정한 후 이를 학습함으로써, 제2 센서(120)에 의한 센싱 결과만으로 상기 가스의 종류를 구별하도록 구성될 수 있다.In more detail, the gas distinguishing unit 400 corrects the sensing result by the second sensor 120 by referring to the type of gas distinguished by the first sensor 110 and then learns the result, so that the second sensor 120 ) may be configured to distinguish the type of the gas only by the sensing result.

가스 구별부(400)에 의해 머신러닝을 수행하고, 머신러닝 수행 결과를 기반으로 제2 센서(120)에 의한 센싱 결과를 기반으로 가스 종류를 구별하는 과정을 기술하면 다음과 같다.A process of performing machine learning by the gas distinguishing unit 400 and distinguishing a gas type based on a sensing result by the second sensor 120 based on a result of performing the machine learning will be described below.

제2 센서(120)에 포함된 반도체식 센서는 특정 가스에 대한 감도가 우수하지만, 가스 선택성이 좋지 않아 타 가스들과 반응 시, 선택성이 우수한 전기화학식 센서의 보정이 요구된다.The semiconductor sensor included in the second sensor 120 has excellent sensitivity to a specific gas, but has poor gas selectivity, so when reacting with other gases, calibration of the electrochemical sensor having excellent selectivity is required.

이를 위해 제1 센서(110)에 포함된 전기화학식 센서로 가스를 구분한 결과를 바탕으로 반도체식 센서에 의한 센싱 값을 보정하고, 보정된 값을 이용하여 기계 학습(Machine learning)을 수행하여 반도체식 센서의 가스 구분 능력을 향상시킬 수 있다. 이를 통해 기계 학습이 완료된 후에는 반도체식 센서 array 만으로도 가스 종류의 구분이 가능할 수 있다.To this end, based on the result of gas classification by the electrochemical sensor included in the first sensor 110, the sensing value by the semiconductor sensor is corrected, and machine learning is performed using the corrected value to perform semiconductor It can improve the gas discrimination ability of the expression sensor. Through this, after machine learning is completed, it may be possible to distinguish the type of gas only with a semiconductor sensor array.

기계 학습은 다음의 과정으로 진행된다.Machine learning proceeds in the following process.

먼저, 전기화학식 센서와 반도체식 센서에 의해 산출된 가스의 농도, 가스의 종류, 감도의 변화 및 환경에 관한 정보를 수집한다. 온도 및 습도를 포함한 환경에 관한 정보 수집은 복합 가스 검출 시스템(10)에 포함된 환경 데이터 수집부(800)에 의해 수행될 수 있다.First, the concentration of gas calculated by the electrochemical sensor and the semiconductor sensor, the type of gas, change in sensitivity, and information on the environment are collected. Information on the environment including temperature and humidity may be collected by the environment data collection unit 800 included in the complex gas detection system 10 .

기계 학습은 이러한 수집 정보를 활용하여 학습하는 것으로서, 관련된 여러 가지 알고리즘을 선택할 수 있고, 최종 결과와 가장 정확도가 놓을 것을 선택할 수도 있다.Machine learning is learning by using such collected information, and various related algorithms can be selected, and the final result and the most accurate one can be selected.

머신 러닝의 최종 목표는 가스의 종류, 가스의 농도 및 가스 구별 정확도를 표시한 것으로, 이를 위해 기존에 획득한 데이터의 일부를 선행학습을 시키고, 나머지 데이터를 알고리즘에 넣어 알고리즘의 정확도를 판단한다. 예를 들면 가스 구분 시, 가스 농도 1 ppm, 가스 종류 톨루엔, 정확도 80%와 같이 표시될 수 있다.The final goal of machine learning is to display the type of gas, gas concentration, and gas discrimination accuracy. For example, when classifying gases, it can be displayed as gas concentration 1 ppm, gas type toluene, accuracy 80%.

최종적으로는 제1 센서(110)에 포함된 전기화학식 센서의 센싱 결과를 제외한, 제2 센서(120)에 포함된 반도체식 센서의 센싱 결과만으로 가스의 종류 판별이 가능할 수 있다.Finally, it is possible to determine the type of gas only with the sensing result of the semiconductor sensor included in the second sensor 120 excluding the sensing result of the electrochemical sensor included in the first sensor 110 .

다시 도 1을 참조하면, 복합 가스 검출 시스템(10)은 PID 센서(500), 통신부(600), 디스플레이부(700)를 더 포함할 수 있다.Referring back to FIG. 1 , the complex gas detection system 10 may further include a PID sensor 500, a communication unit 600, and a display unit 700.

PID 센서(500)는 제1 센서(110)와 제2 센서(120)에 의해 센싱 가능한 가스 농도 범위 전체를 아우르는 센서를 말한다.The PID sensor 500 refers to a sensor covering the entire gas concentration range that can be sensed by the first sensor 110 and the second sensor 120 .

통신부(600)는 복합 가스 검출 시스템(10)에 의한 가스 농도 및 가스 종류 구분 결과를 외부 디바이스에 전송할 수 있다.The communication unit 600 may transmit the results of gas concentration and gas type classification by the complex gas detection system 10 to an external device.

디스플레이부(700)는 복합 가스 검출 시스템(10)에 의한 가스 농도 및 가스 종류 구분 결과를 LCD 등의 디스플레이를 통해 표시할 수 있다.The display unit 700 may display the gas concentration and gas type classification results obtained by the complex gas detection system 10 through a display such as an LCD.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 가스 검출 방법을 개략적으로 나타낸 도면이다.5 is a diagram schematically illustrating a method for detecting a complex gas according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 복합 가스 검출 방법은 제1 센서(110)와 제2 센서(120)를 포함하는 센싱부(100)에 의해, 수집된 가스의 농도에 따라 각기 다른 감도를 출력하는 단계(S100), 농도 계산부(200)에 의해, 출력된 감도를 농도 계산식에 적용하여 가스 농도를 계산하는 단계(S200) 및 농도 출력부(300)에 의해, 계산된 가스 농도를 출력하는 단계(S300)를 포함한다.Referring to FIG. 5 , the complex gas detection method includes the steps of outputting different sensitivities according to the concentration of the collected gas by the sensing unit 100 including the first sensor 110 and the second sensor 120 ( S100), calculating the gas concentration by applying the output sensitivity to the concentration calculation formula by the concentration calculation unit 200 (S200), and outputting the calculated gas concentration by the concentration output unit 300 (S300). ).

이때 S300 단계는 S200 단계에서 계산된 가스 농도와 기 설정된 제1 농도를 비교하여 센싱부(100)에 포함된 센서 중 어느 하나에 의해 출력된 감도를 기반으로 계산된 가스 농도를 출력하는 단계이다.At this time, step S300 is a step of comparing the gas concentration calculated in step S200 with the preset first concentration and outputting the gas concentration calculated based on the sensitivity output by any one of the sensors included in the sensing unit 100 .

S300 단계는 S310 단계 및 S320 단계를 더 포함할 수 있다.Step S300 may further include steps S310 and S320.

S310 단계는 S200 단계에서 계산된 가스 농도가 제1 농도를 초과하는 경우, 제1 센서(110)에 의해 출력된 감도를 기반으로 S200 단계에서 계산한 가스 농도를 출력하는 단계를 말한다.Step S310 refers to a step of outputting the gas concentration calculated in step S200 based on the sensitivity output by the first sensor 110 when the gas concentration calculated in step S200 exceeds the first concentration.

또한, S320 단계는 S200 단계에서 계산된 가스의 농도가 제1 농도 미만인 경우, 제2 센서(120)에 의해 출력된 감도를 기반으로 S200 단계에서 계산한 가스의 농도를 출력하는 단계를 말한다.In addition, step S320 refers to a step of outputting the concentration of the gas calculated in step S200 based on the sensitivity output by the second sensor 120 when the concentration of the gas calculated in step S200 is less than the first concentration.

이상에서 실시예를 통해 본 발명을 설명하였으나, 위 실시예는 단지 본 발명의 사상을 설명하기 위한 것으로 이에 한정되지 않는다. 통상의 기술자는 전술한 실시예에 다양한 변형이 가해질 수 있음을 이해할 것이다. 본 발명의 범위는 첨부된 특허청구범위의 해석을 통해서만 정해진다.Although the present invention has been described through examples above, the above examples are only for explaining the idea of the present invention and are not limited thereto. Those skilled in the art will understand that various modifications can be made to the above-described embodiments. The scope of the present invention is defined only through the interpretation of the appended claims.

10: 복합 가스 검출 시스템
100: 센싱부
110: 제1 센서
120: 제2 센서
200: 농도 계산부
210: 농도 계산식 산출 유닛
220: 농도 계산 유닛
230: 교정 유닛
300: 농도 출력부
400: 가스 구별부
500: PID 센서
600: 통신부
700: 디스플레이부
800: 환경 데이터 수집부10: complex gas detection system
100: sensing unit
110: first sensor
120: second sensor
200: concentration calculation unit
210: concentration calculation formula calculation unit
220: concentration calculation unit
230: calibration unit
300: concentration output unit
400: gas distinction unit
500: PID sensor
600: communication department
700: display unit
800: environmental data collection unit

Claims (10)

수집된 가스의 농도에 따라 각기 다른 감도를 출력하는 제1 센서와 제2 센서를 포함하는 센싱부;
상기 센싱부에 의해 출력된 감도를 농도 계산식에 적용하여 가스 농도를 계산하도록 구성되는 농도 계산부;　및
상기 농도 계산부에 의해 계산된 가스 농도를 출력하도록 구성되는 농도 출력부를 포함하고,
상기 농도 출력부는:
상기 농도 계산부에 의해 계산된 가스 농도와 기 설정된 제1 농도를 비교하여 상기 센싱부에 포함된 센서 중 어느 하나에 의해 출력된 감도를 기반으로 계산된 가스 농도를 출력하도록 구성되는
상기 농도 출력부는:
상기 농도 계산부에 의해 계산된 가스 농도가 기 설정된 제1　농도를 초과하는 경우,　상기 제1　센서에 의해 출력된 감도를 기반으로 상기 농도 계산부에서 계산한 가스 농도를 출력하고;
상기 농도 계산부에 의해 계산된 가스의 농도가 기 설정된 제1 농도 미만인 경우, 상기 제2 센서에 의해 출력된 감도를 기반으로 상기 농도 계산부에서 계산한 가스의 농도를 출력하도록 구성되고,
상기 농도 계산부는:
사용자로부터 상기 제1　센서와 상기 제2　센서 각각에 대해 가스의 농도에 따른 감도 정보를 입력 받아 상기 농도 계산식을 산출하도록 구성되는 농도 계산식 산출 유닛;
상기 센싱부에 의해 출력된 감도를 상기 농도 계산식에 적용하여 가스 농도를 계산하도록 구성되는 농도 계산 유닛;　및
상기 제1 농도에서의　상기 제1 센서에 의해 출력된 감도와 상기 제2 센서에 의해 출력된 감도 간의 오차를 감소시키도록 구성되는 교정 유닛을 포함하는 복합 가스 검출 시스템.a sensing unit including a first sensor and a second sensor that output different sensitivities according to the concentration of the collected gas;
a concentration calculation unit configured to calculate a gas concentration by applying the sensitivity output by the sensing unit to a concentration calculation formula; and
A concentration output unit configured to output the gas concentration calculated by the concentration calculation unit,
The concentration output unit:
Comparing the gas concentration calculated by the concentration calculator with a preset first concentration to output a gas concentration calculated based on a sensitivity output by any one of the sensors included in the sensing unit
The concentration output unit:
outputting the gas concentration calculated by the concentration calculator based on the sensitivity output by the first sensor when the gas concentration calculated by the concentration calculator exceeds a preset first concentration;
When the concentration of the gas calculated by the concentration calculator is less than a preset first concentration, configured to output the concentration of the gas calculated by the concentration calculator based on the sensitivity output by the second sensor,
The concentration calculator:
a concentration calculation equation calculating unit configured to calculate the concentration calculation equation by receiving sensitivity information according to the concentration of gas for each of the first sensor and the second sensor from a user;
a concentration calculation unit configured to calculate a gas concentration by applying the sensitivity output by the sensing unit to the concentration calculation formula; and
and a calibration unit configured to reduce an error between a sensitivity output by the first sensor and a sensitivity output by the second sensor at the first concentration. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 농도 계산식은:
상기 제1 센서에서의 가스의 농도에 따른 감도 정보를 나타내는 제1 농도 계산식과;
상기 제2 센서에서의 가스의 농도에 따른 감도 정보를 나타내는 제2 농도 계산식을 포함하는 복합 가스 검출 시스템.According to claim 1,
The above concentration formula is:
a first concentration calculation formula representing sensitivity information according to the gas concentration in the first sensor;
A complex gas detection system comprising a second concentration calculation formula representing sensitivity information according to the concentration of the gas in the second sensor. 제5항에 있어서,
상기 교정 유닛은:
상기 제1 농도에서 상기 제1 센서에 의해 출력된 감도인 제1 감도와 상기 제2 센서에 의해 출력된 감도인 제2 감도 간의 오차가 기 설정된 오차 범위를 초과하는 경우, 상기 제1 감도와 상기 제2 감도가 일치하도록 상기 제1 농도 계산식을 교정하도록 구성되는 복합 가스 검출 시스템.According to claim 5,
The calibration unit:
When the error between the first sensitivity, which is the sensitivity output by the first sensor, and the second sensitivity, which is the sensitivity output by the second sensor, exceeds a preset error range at the first concentration, the first sensitivity and the second sensitivity A multi-gas detection system configured to calibrate the first concentration equation to match the second sensitivity. 수집된 가스의 농도에 따라 각기 다른 감도를 출력하는 제1 센서와 제2 센서를 포함하는 센싱부;
상기 센싱부에 의해 출력된 감도를 농도 계산식에 적용하여 가스 농도를 계산하도록 구성되는 농도 계산부;
상기 농도 계산부에 의해 계산된 가스 농도를 출력하도록 구성되는 농도 출력부; 및
상기 제2 센서에 의한 센싱 결과를 기반으로 상기 수집된 가스의 종류를 구별하도록 구성되는 가스 구별부를 포함하고,
상기 농도 출력부는:
상기 농도 계산부에 의해 계산된 가스 농도가 기 설정된 제1　농도를 초과하는 경우,　상기 제1　센서에 의해 출력된 감도를 기반으로 상기 농도 계산부에서 계산한 가스 농도를 출력하고;
상기 농도 계산부에 의해 계산된 가스의 농도가 기 설정된 제1 농도 미만인 경우, 상기 제2 센서에 의해 출력된 감도를 기반으로 상기 농도 계산부에서 계산한 가스의 농도를 출력하도록 구성되고,
상기 제1 센서는 전기화학식 센서를 포함하고,
상기 제2 센서는 반도체식 센서를 포함하고,
상기 가스 구별부는:
상기 제1 센서에 의해 구별된 가스의 종류를 참조하여 상기 제2 센서에 의한 센싱 결과를 보정한 후 이를 학습함으로써, 상기 제2 센서에 의한 센싱 결과만으로 상기 가스의 종류를 구별하도록 구성되는 복합 가스 검출 시스템.a sensing unit including a first sensor and a second sensor that output different sensitivities according to the concentration of the collected gas;
a concentration calculation unit configured to calculate a gas concentration by applying the sensitivity output by the sensing unit to a concentration calculation formula;
a concentration output unit configured to output the gas concentration calculated by the concentration calculation unit; and
A gas discrimination unit configured to distinguish a type of the collected gas based on a sensing result by the second sensor;
The concentration output unit:
outputting the gas concentration calculated by the concentration calculator based on the sensitivity output by the first sensor when the gas concentration calculated by the concentration calculator exceeds a preset first concentration;
When the concentration of the gas calculated by the concentration calculator is less than a preset first concentration, configured to output the concentration of the gas calculated by the concentration calculator based on the sensitivity output by the second sensor,
The first sensor includes an electrochemical sensor,
The second sensor includes a semiconductor sensor,
The gas distinction unit:
Composite gas configured to distinguish the type of the gas only by the sensing result by the second sensor by correcting the sensing result by the second sensor with reference to the type of gas distinguished by the first sensor and then learning the result. detection system. 제1항에 있어서,
상기 제1 농도는:
상기 가스가 H2S인 경우, 3ppm에 해당하고;
상기 가스가 NH3인 경우, 15ppm에 해당하는 복합 가스 검출 시스템.According to claim 1,
The first concentration is:
When the gas is H 2 S, it corresponds to 3 ppm;
When the gas is NH 3 , a complex gas detection system corresponding to 15 ppm. a) 제1 센서와 제2 센서를 포함하는 센싱부에 의해, 수집된 가스의 농도에 따라 각기 다른 감도를 출력하는 단계;
b)　농도 계산부에 의해,　상기 출력된 감도를 농도 계산식에 적용하여 가스 농도를 계산하는 단계;　및
c)　농도 출력부에 의해,　상기 계산된 가스 농도를 출력하는 단계를 포함하고,
상기 c)　단계는:
c-1)　상기 b)　단계에서 계산된 가스 농도가 기 설정된 제1　농도를 초과하는 경우,　상기 제1　센서에 의해 출력된 감도를 기반으로 상기 b)　단계에서 계산한 가스 농도를 출력하고;
c-2) 상기 b) 단계에서 계산된 가스의 농도가 상기 제1 농도 미만인 경우, 상기 제2 센서에 의해 출력된 감도를 기반으로 상기 b) 단계에서 계산한 가스의 농도를 출력하는 단계이고,
상기 b) 단계는:
b-1) 사용자로부터 상기 제1　센서와 상기 제2　센서 각각에 대해 가스의 농도에 따른 감도 정보를 입력 받아 상기 농도 계산식을 산출하는 단계;
b-2) 상기 센싱부에 의해 출력된 감도를 상기 농도 계산식에 적용하여 가스 농도를 계산하는 단계; 및
b-3) 상기 제1 농도에서의　상기 제1 센서에 의해 출력된 감도와 상기 제2 센서에 의해 출력된 감도 간의 오차를 감소시키는 단계인 복합 가스 검출 방법.a) outputting different sensitivities according to the concentration of the collected gas by a sensing unit including a first sensor and a second sensor;
b) calculating a gas concentration by applying the output sensitivity to a concentration calculation formula by a concentration calculation unit; and
c) outputting the calculated gas concentration by a concentration output unit;
Step c) is:
c-1) when the gas concentration calculated in step b) exceeds a preset first concentration, outputting the gas concentration calculated in step b) based on the sensitivity output by the first sensor;
c-2) outputting the gas concentration calculated in step b) based on the sensitivity output by the second sensor when the concentration of the gas calculated in step b) is less than the first concentration;
Step b) is:
b-1) calculating the concentration formula by receiving sensitivity information according to the gas concentration for each of the first sensor and the second sensor from a user;
b-2) calculating a gas concentration by applying the sensitivity output by the sensing unit to the concentration calculation formula; and
b-3) reducing an error between a sensitivity output by the first sensor and a sensitivity output by the second sensor at the first concentration; 삭제delete
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