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목차

표제지=0,1,1

제출문=0,2,1

요약문=i,3,6

목차=vii,9,3

그림목차=x,12,5

표목차=xv,17,1

제1장 서론=1,18,2

1. Indoor Air Quality 센서 기술=3,20,1

2. 센서신호 처리 및 제어기 개발=3,20,2

제2장 환경오염 가스와 환기 기술=5,22,1

제1절 유해 가스 특성=5,22,1

1. 환경오염 가스 기준=5,22,2

2. 실내 오염가스(악취)와 특징=6,23,6

제2절 가스 검출과 처리 방법=11,28,1

1. 유해가스 검출 기술=11,28,4

2. 오염가스 처리기술=15,32,2

제3절 배기팬에 의한 환기 기술=17,34,1

1. 배기팬의 종류와 특징=17,34,2

2. Fan Motor의 제어기술=19,36,3

3. 전체배기와 국소배기 방법=21,38,2

4. Push-Pull형 편향류 환기 기술=23,40,4

제3장 환경감시 센서 제조개발=27,44,1

제1절 NOx,H₂S 센서=27,44,1

1. 오염가스 측정용 반도체 센서 재료=27,44,7

2. WO₃계 NOx 검출 센서=33,50,4

3. Pt-SnO₂-WO₃ 후막의 물성 및 감응 특성=36,53,5

4. WO₃를 이용한 후막형 H₂S 센서와 감응 특성=40,57,6

제2절 CO,CO₂,NH3 검출 센서 개발=46,63,1

1. CO 가스 검출 센서=46,63,12

2. CO₂ 검출 센서=57,74,5

3. WO₃ 이용 후막형 NH₃ 센서 제조=61,78,6

제3절 습도 센서 개발=66,83,1

1. Humidity 센서의 개요=66,83,6

2. 습도센서 제작=71,88,7

3. 개발 센서의 성능 시험=77,94,12

4. 열처리=89,106,2

제4절 Air Flow 센서 제작 시험=90,107,1

1. 기술의 개요=90,107,3

2. 센서의 설계=92,109,2

3. 센서의 제작=93,110,2

4. 센서의 구동 및 신호처리회로=95,112,6

5. 결과=101,118,4

제4장 센서 부품 및 제어 회로 개발=105,122,1

제1절 센서 기판 개발=105,122,1

1. 가스 센서용 기판=105,122,5

2. 표준 센서 제작 공정=109,126,3

3. 습도센서 기판 제작=111,128,3

제2절 제어 회로 및 기판 설계 제작=113,130,1

1. 가스 센서 제어회로=113,130,2

2. 어댑터 형 가스 센서 제어회로=114,131,6

3. 습도센서 제어회로=120,137,2

4. 습도와 가스를 검지하여 동작하는 복합형 팬=122,139,6

제5장 환기팬 제어장치 제작 및 시험=128,145,1

제1절 가스센서 구동 환기팬 장치=128,145,1

1. 개요=128,145,2

2. 장치의 설계 및 제작=129,146,7

3. 제어기의 조립과 구동 성능=135,152,6

4. 가스 센서 및 어댑터 제어기의 성능 시험=140,157,4

제2절 습도센서 구동 환기팬 장치=143,160,1

1. 개요=143,160,2

2. 습도 전용 환기 장치=144,161,5

3. 습도 및 가스 센서 복합 환기장치=148,165,6

제3절 장치 시뮬레이터 제작 시험=154,171,1

1. 다중가스 환기 시스템=154,171,14

2. 지하 공간 환기 시스템=168,185,17

제6장 결론=185,202,3

참고 문헌=188,205,5

부록=193,210,1

위탁과제:환기팬의 최적제어용 풍속센서 제조 이용기술개발=193,210,63

그림목차

[그림 2-1] 배기팬의 풍량과 축동력 관계=20,37,1

[그림 2-2] 편향류 환기=23,40,1

[그림 2-3] 흡입기류와 취출 기류의 운동특성=25,42,1

[그림 3-1] 단위격자 WO₃=28,45,1

[그림 3-2] 단위격자 MxWO₃=29,46,1

[그림 3-3] 공기 중에서의 SnO₂의 다공질 펠렛에서의 저항과 온도특성=31,48,1

[그림 3-4] 후막 NOx 센서의 제조 공정도=35,52,1

[그림 3-5] WO₃와 SnO₂-WO₃ 후막센서의 XRD 분석=37,54,1

[그림 3-6] WO₃후막의 표면 SEM(800℃,3hr 열처리,Air 분위기)=38,55,1

[그림 3-7] NOx 농도에 대한 센서의 감도=39,56,1

[그림 3-8] Pt 첨가,Pt를 첨가하지 않은 경우의 SnO₂-WO₃후막소자의 감도=40,57,1

[그림 3-9] 가스센서 재료표면에서의 gas-solid reaction mechanism=42,59,1

[그림 3-10] 센서동작온도에 다른 response time효과=43,60,1

[그림 3-11] H₂S가스 센서의 감도출력특성(동작온도:500℃)=44,61,1

[그림 3-12] H₂S의 농도에 따른 WO₃ 센서소자의 감도특성=44,61,1

[그림 3-13] 센서 모 물질 표준공정도=48,65,1

[그림 3-14] CO가스 센서의 감도출력특성(동작온도:250℃)=49,66,1

[그림 3-15] SnO₂／V₂O5／Pd／ThO₂센서 검지물질 감도=50,67,1

[그림 3-16] CO의 약 60ppm의 저 농도에서의 감도=51,68,1

[그림 3-17] CO센서의 NOx의 상대적 감응특성=52,69,1

[그림 3-18] 열처리 전후와 촉매를 혼합한 SnO₂의 XRD=54,71,1

[그림 3-19] 시간 경과에 따른 저항 변화(모 외국회사)=55,72,1

[그림 3-20] 센서의 저항변화와 가스농도=55,72,1

[그림 3-21] 전원의 인가시 저항변화=56,73,1

[그림 3-22] 가스 주입시 저항의 회복 시간=56,73,1

[그림 3-23] 열처리 온도에 따른 CO₂ think film sensor의 감도 변화=59,76,1

[그림 3-24] La 밀도의 구성에 따른 CO₂감소의 변화=60,77,1

[그림 3-25] CO₂농도에 따른 sensor의 감도변화=61,78,1

[그림 3-26] 암모니아 센서의 제조공정도=62,79,1

[그림 3-27] 암모니아 10ppm에서의 검지특성=64,81,1

[그림 3-28] 암모니아 센서의 측정감도=65,82,1

[그림 3-29] Construction of humidity sensor=73,90,1

[그림 3-30] Structure PVA unit of PVA-MBDS in moisture=76,93,1

[그림 3-31] Schematic diagram of measurement system for humidity testing=78,95,1

[그림 3-32] The characteristic of sensing moisture=80,97,1

[그림 3-33] Initial property & Property of after soaking=81,98,1

[그림 3-34] Dependence of temperature on the relative humidity=82,99,1

[그림 3-35] Dependence of impedance on 25:5:10 (1KHz,1Volt,27℃)=83,100,1

[그림 3-36] Dependence of impedance on 25:5:9 at different temperatures=83,100,1

[그림 3-37] Durability test measured at 60%RH=84,101,1

[그림 3-38] Dependence of resistance on PVA-MBDS-FeCl2+4H2O=85,102,1

[그림 3-39] SEM images of humidity sensor surface after heat-treatment=86,103,1

[그림 3-40] SEM images of humidity sensor surface after different soaking=87,104,1

[그림 3-41] EDAX analysis image of white squares=87,104,1

[그림 3-42] 인쇄용 전면부 마스크=93,110,1

[그림 3-43] 인쇄용 후면부 마스크=93,110,1

[그림 3-44] 풍향,풍속 센서의 제작 공정=94,111,1

[그림 3-45] 센서 인터페이스 회로의 구성=95,112,1

[그림 3-46] 풍속센서의 구동 및 신호처리회로=97,114,1

[그림 3-47] Ra의 변화에 따른 출력=98,115,1

[그림 3-48] Rb의 변화에 따른 출력=98,115,1

[그림 3-49] 설계한 ASIC의 layout=100,117,1

[그림 3-50] 패키징이 완성된 센서=101,118,1

[그림 3-51] 풍속에 따른 센서의 출력전압=102,119,1

[그림 3-52] 풍향에 따른 센서의 출력전압=103,120,1

[그림 3-53] ASIC 칩 외형과 MQFP 패키지를 제거한 사진=104,121,1

[그림 4-1] 전극 및 hearer 설계도=106,123,1

[그림 4-2] 전극 및 히터 인쇄공정=107,124,1

[그림 4-3] 기판의 전극／heater 표면사진=108,125,1

[그림 4-4] 인가전압에 따른 후막의 온도 및 전력소모특성=109,126,1

[그림 4-5] 시험용 센서의 제작과정=110,127,1

[그림 4-6] 제작된 시험용 오염가스 검출센서 모듈=111,128,1

[그림 4-7] Manufacture of alumina substrate=112,129,1

[그림 4-8] Fabrication method of humidity sensor=113,130,1

[그림 4-9] 반도체식 가스센서의 가스검출 경보기 회로도=114,131,1

[그림 4-10] 반도체식 가스센서의 가스검출 경보기용 PCB 회로모양=114,131,1

[그림 4-11] 어댑터형 가스 센서 제어 회로도=116,133,1

[그림 4-12] 가스센서 제어회로 기판=117,134,1

[그림 4-13] 콘센트-플러그 형 제어기 3D 도면=119,136,1

[그림 4-14] 콘센트-플러그 형 제어기 3D 절단면도=119,136,1

[그림 4-15] 개발된 콘센트-플러그 형 제어기=119,136,1

[그림 4-16] 습도센서 회로의 구성도=120,137,1

[그림 4-17] 습도센서용 검출회로도=121,138,1

[그림 4-18] 습도센서용 검출회로 PCB 기판=121,138,1

[그림 4-19] 습도 및 가스 동시 검지 복합형 팬의 회로도=123,140,1

[그림 4-20] 습도 및 가스 동시 검지 복합형 팬의 PCB=123,140,1

[그림 4-21] 복합 동작 팬의 구성 개략도=125,142,1

[그림 4-22] 가스검출회로=126,143,1

[그림 4-23] 습도검출회로=127,144,1

[그림 5-1] 금형 설계도(전체도)=130,147,1

[그림 5-2] 금형 설계도(실체도)=130,147,1

[그림 5-3] 몸체와 커버의 3차원 디자인도(측면도)=131,148,1

[그림 5-4] 몸체와 커버의 3차원 디자인도(배면도)=131,148,1

[그림 5-5] 몸체 절단면도=131,148,1

[그림 5-6] 커버 절단면도=131,148,1

[그림 5-7] 플러그=133,150,1

[그림 5-8] 콘센트 부품1=134,151,1

[그림 5-9] 콘센트 부품2=134,151,1

[그림 5-10] 콘센트 부품3=135,152,1

[그림 5-11] 조립공정도=136,153,1

[그림 5-12] 부품들이 삽인된 가스센서 제어기=138,155,1

[그림 5-13] 제어기의 전원 플러그=138,155,1

[그림 5-14] 기판이 삽입되어 조립된 제어기=139,156,1

[그림 5-15] 제어기의 전원 및 동작 상태 표시=139,156,1

[그림 5-16] 환기용 배기팬과 결합된 가스센서 제어기=140,157,1

[그림 5-17] 가스센서 성능시험 장치도=142,159,1

[그림 5-18] 환기용 배기팬과 결합된 가스센서 제어기=142,159,1

[그림 5-19] 습도센서 구동 배기팬 설계도=145,162,1

[그림 5-20] 습도제어기 PCB와 부품=146,163,1

[그림 5-21] Pspice를 이용한 회로 동작 시뮬레이션=147,164,1

[그림 5-22] 제어기의 출력 상태 모니터링=147,164,1

[그림 5-23] 배기팬에 삽입된 습도 제어기=148,165,1

[그림 5-24] 습도 배기용 팬=148,165,1

[그림 5-25] 습도센서 및 전등 스위치 연동 회로 블록도=149,166,1

[그림 5-26] 습도+가스 센서 복합 제어기의 부품과 PCB=152,169,1

[그림 5-27] 팬에 삽입된 습도+가스 복합 제어기=152,169,1

[그림 5-28] 커버를 씌운 습도+가스 복합 제어기=153,170,1

[그림 5-29] 습도 센서 및 제어기 시험장치=153,170,1

[그림 5-30] 다중 가스 시험장치 구성도=155,172,1

[그림 5-31] 다중가스 시험용 장치 설계도=156,173,1

[그림 5-32] 댐퍼 설계도=157,174,1

[그림 5-33] 제작된 댐퍼와 액추에이터=157,174,1

[그림 5-34] 다중가스 시험용 장치=158,175,1

[그림 5-35] 주택 배기팬 시스템 조작 판넬부=159,176,1

[그림 5-36] 주택 배기팬 시스템 후면 입출력부=159,176,1

[그림 5-37] 주택 배기팬 시스템 입력부 구성도=160,177,1

[그림 5-38] 주택 배기팬 시스템의 입력부 구성도=161,178,1

[그림 5-39] 주택 배기팬 시스템의 출력부 시퀀스도=162,179,1

[그림 5-40] 주택 배기팬 시스템의 제어프로그램 블록도=163,180,1

[그림 5-41] 히터 전압과 온도관계=165,182,1

[그림 5-42] 지하주차장 배기시스템 구성도=172,189,1

[그림 5-43] 중앙제어 장치도=173,190,1

[그림 5-44] 중앙제어장치 입력부=174,191,1

[그림 5-45] 중앙제어장치 출력부=175,192,1

[그림 5-46] 지하주차장 배기시스템 센서부 구성도=176,193,1

[그림 5-47] 지하주차장 배기시스템 입출력부=176,193,1

[그림 5-48] 지하주차장 배기시스템 조작 판넬부=176,193,1

[그림 5-49] 지하주차장 배기시스템 시뮬레이션 모형도=177,194,1

[그림 5-50] 시뮬레이션 장치의 PLC 및 전원부=177,194,1

[그림 5-51] 지하주차장 배기시스템 시뮬레이션 장치=180,197,1

[그림 5-52] 시뮬레이션 장치의 조작 및 감시부=181,198,1

[그림 5-53] CO센서 구동환풍기 이용 환기 설비 모형도 I=182,199,1

[그림 5-54] CO센서 구동환풍기 이용 환기 설비 모형도 II=182,199,1

[그림 5-55] 주차장에서의 공기의 흐름 예=183,200,1

표목차

[표 2-1] 실내의 주요 악취／유해 가스물질과 허용기준=6,23,1

[표 2-2] 각국의 가스물질 등의 허용기준=7,24,1

[표 2-3] NO₂의 인체 유해성=9,26,1

[표 2-4] SO₂의 인체 유해성=10,27,1

[표 2-5] 송풍기 형식과 특징=18,35,1

[표 2-6] 배기팬 송풍기의 풍량 제어기술 분류=19,36,1

[표 3-1] WO₃의 여러 가지 결정상 및 결정상수=28,45,1

[표 3-2] H₂S 센서의 기존제품과의 비교=45,62,1

[표 3-3] CO센서의 기존 제품과의 비교=57,74,1

[표 3-4] NH₃ 센서의 기존 제품과의 비교=66,83,1

[표 3-5] 습도센서의 종류 및 응용분야=69,86,1

[표 3-6] The characteristice of PVA,PVA-MBDS PVA-MBDS-Metal ion=74,91,1

[표 3-7] 제작된 습도센서의 impedance와 capacitance 특성=79,96,1

[표 3-8] EDAX analysis data of white squares=88,105,1

[표 5-1] 어댑터 제어기의 전자부품 목록=132,149,1

[표 5-2] 습도전용 환기장치 부품리스트=146,163,1

[표 5-3] 가스／습도 복합 구동환풍기의 소요 전자부품목록=151,168,1

[표 5-4] CO 농도에 따른 시뮬레이터의 동작 상태=165,182,1

[표 5-5] CO₂ 농도에 다른 시뮬레이터의 동작 상태=165,182,1

[표 5-6] NOx 농도에 다른 시뮬레이터의 동작 상태=166,183,1

[표 5-7] NH₃ 농도에 다른 시뮬레이터의 동작 상태=166,183,1

[표 5-8] H₂S 농도에 다른 시뮬레이터의 동작 상태=166,183,1

[표 5-9] SO₂ 농도에 다른 시뮬레이터의 동작 상태=167,184,1

[표 5-10] CO 농도와 모드에 따른 지하주차장 시뮬레이터의 동작=184,201,1

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