웨어러블용 Nylon-Yarn NO2 가스 센서의 검출 온도 변화에 따른 열 특성 시뮬레이션 (Thermal Characteristics Simulation with Detecting Temperature for the Wearable Nylon-Yarn NO2 Gas Sensors)

서지정보

· 발행기관 : 한국전기전자재료학회
· 수록지 정보 : 전기전자재료학회논문지 / 33권 / 4호 / 321 ~ 325페이지
· 저자명 : 장경욱

초록

대기 환경 문제는 인간의 건강과 생활 패턴에 큰 영향을 미친다. 인간에 미치는 영향으로서는 질소산화물을 흡입하게 되면 기관지염 등의 호흡기 질환의 원인이 된다. 이와 같이 질소산화물은 다양한 문제를 발생시키므로 이로 인해 제기되는 환경 문제는 인간에게 악영향을 끼치므로 이를 실시간으로 감지할 수 있는 센서가 필요하다. 본 논문에서는 가스를 검출하기 위한 Nylon-yarn 가스 센서를 설계하고, 제작하기 위해서 가스 센서에서 가스 분자의 흡착 탈착과정의 열에너지 전달과정이 중요한 인자이기 때문에 가스센서의 열해석을 진행하였다. 열해석 방법으로는 센서를 20, 40, 60 [℃]으로 각각의 온도별로 인가하면서 열확산 과정을 분석하였다. 열확산 분석의 진행은 Comsol 프로그램을 이용하여 진행하였다. 열해석을 통하여 가스센서의 설계뿐만 아니라 가스의 흡탈착을 해석하는데 유용하게 사용할 수 있는 결과를 얻었다.

영어초록

Atmospheric environmental problems have a major impact on human health and lifestyle. In humans, inhalation of nitrogen oxides causes respiratory diseases, such as bronchitis. In this paper, thermal analysis of a gas sensor was carried out to design and fabricate a wearable nylon-yarn gas sensor for the detection of NOx gas. In the thermal analysis method, the thermal diffusion process was analyzed while operating the sensors at 40 and 60℃ to secure a temperature range that does not cause thermal runaway due to temperature in the operating environment. Thermal diffusion analysis was performed using the COMSOL software. The thermal analysis results could be useful for analyzing gas adsorption and desorption, as well as the design of gas sensors. The thermal energy diffusion rate increased slightly from 10.05 to 10.1 K/mm as the sensor temperature increased from 40 to 60℃. It was concluded that the sensor could be operated in this temperature range without thermal breakdown.

참고자료

· 없음