일반기술

메탄가스 감지를 위한 Tin oxide (SnO2) 기반 세라믹 마이크로센서

새로운 가정용 박막 메탄 가스 센서가 개발되었음. 마이크로센서 감도를 향상시키기 위해 SnO2(tin oxide)에 Pd(팔라듐)을 세 가지 다른 방식으로 추가 - 표면층, 전극 가까이의 Pd 매입층, 균일한 Pd 농축물 - 하는 방법을 이용해 테스트 실시. 감도, 선택력, 안정성 테스트 실행. Pd 매입층과 단일한 Pd 농축액이 SnO2에 촉매 작용을 하는 것으로 나타남.가정에서 천연 가스를 사용할 때에는 안전이 가장 중요한 문제이므로, 고객 설비의 가스 요구량을 확인하려면 가스메탄(CH4) 누출로 인한 폭발 위험을 최소화해야 함. 가정에서 저가의 가스 센서를 사용해 메탄 누출을 감지하는 것이 폭발 위험 방지에서 중요한 역할을 함. European Standard Draft (pr EN 50194)에 따르면 폭발 하한인 가스/체적 비 20%(1% CH4)에서 감지기 경보가 울려야 하며 에탄올 농도 2000ppm 이하에서는 작동되지 않아야 함. 센서 연구의 두 가지 중요한 사항:1. - 전력 소비를 최소화하고 장치 별 일관성과 안정화 시간을 향상시켜 주는 우수한 장치 및 구조 개발 [1]. 실리콘 마이크로 구성 기술은 센서 및 전자 모듈을 하나의 장치에 넣을 수 있으므로 이러한 장치를 개발하는 경쟁력 있는 옵션임.2. - 신뢰도 있는 센서를 위해서는 메탄 가스에 민감하며 감도가 우수한 물질이 필요함. 경보 오작동을 피하려면 가정에서 가장 많은 혼돈을 일으키는 에탄올에 대한 감도가 낮은 물질이 필요함. SnO2 (tin oxide) 박막 센서는 가스 감지 효과는 뛰어나지만 에탄올에 대한 감도는 개선해야 함.이 작업에서는 메탄 반응을 향상시키기 위해 이 막에 Pd 촉매를 세 가지 다른 방식으로 추가하여 테스트를 거쳤음. 실리콘 처리 기술을 바탕으로 가스 센서 조립 공정이 개발되었음 (Patent 9901004) 혁신적인 사항:이 새 마이크로 센서는 400ºC에서 높은 메탄 감도와 낮은 에탄올 감도를 결합.현장 시험 결과, 적합한 경보 수준을 설정하면 이 새 박막 마이크로 센서를 사용해 감도 높은 메탄 가스 감지가 가능하다는 것이 증명됨.주요 장점:이 마이크로 센서는 1% 메탄올 6, 그리고 300 ppm 에탄올 16을 감지. 이 결과는 일부 판매 장치 사양을 향상시켜 주었음. 첫 번째 안정성 테스트 결과 메탄 감도는 1개월간 변화가 없었음. 현장 시험 결과, 적절한 경보 수준을 설정하면 연기 및 에탄올에 의한 잘못된 경보를 피할 수 있다는 것이 증명되었으며 저렴한 가격도 또 하나의 장점임.