H2S, NH3 센서의 성능평가 및 온?습도 영향 보정에 관한 연구 :

이춘상

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자료유형: 학위논문

저자정보: 이춘상 (안양대학교, 안양대학교 일반대학원)

발행연도: 2021

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이용수13

이 논문의 연구 히스토리 (2)

2021

H2S, NH3 센서의 성능평가 및 온?습도 영향 보정에 관한 연구

이춘상 환경공학과 2021.01 학위논문

2020

온·습도 영향을 반영한 H2S와 NH3 센서의 농도 교정 연구

이춘상 , 김경찬 , 한상우 외 4명 실내환경 및 냄새 학회지 2020.01 학술저널

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생활환경과 건강에 직결되는 악취는 신속히 해결되어야 하는 문제이며 이를 측정하기 위에 간편, 신속하게 현장에서 측정할 수 있는 가스센서 를 이용한 연구가 활발히 진행되고 있는 추세이다. 선형성, 반응성, 선택 성, 안정성 등이 상대적으로 높은 전기화학식 센서는 실제 측정현장에서 의 측정데이터는 신뢰도 및 정확도가 비교적 떨어지고 있는 실정이다. 본 연구에서는 챔버실험을 통하여 황화수소, 암모니아 전기화학식 악 취센서의 성능평가 실험과 여러 온?습도 조건에 따른 황화수소, 암모니 아 전기화학식 악취센서의 감지 성능의 변화에 대해 분석하고자 하였다. 이를 통해 온?습도조건에 따른 전기화학식 악취 센서에 미치는 영향을 계량화하고자 하였고, 농도 보정방법을 모색하기 위하여 일반대기 중에 존재하는 악취유발물질 감지성능 및 데이터 신뢰도 향상을 도모하기 위 한 방법론을 제시하고자 하였다. 황화수소, 암모니아 전기화학식 악취센서는 온?습도 변동조건에서 양 호한 응답시간, 정밀도, 재현성, 직선성을 나타냈고, 최소검출한계는 황화 수소 22.3ppb, 암모니아 18.6ppb의 값을 나타냈다. 온도가 고정되었을 때 습도가 높아질수록 ADC0 값이 증가하는 경향을 보였고, 습도가 고정되 고 온도가 상승할수록 ADC0 값은 감소하는 것으로 나타났다. 기울기 값 또한 온·습도 변화에 따른 영향을 받았지만 ADC0 값에 비해 상대적으 로 뚜렷한 경향성을 나타내지 못했다. 시료의 온·습도의 변화가 센서에 미치는 영향을 정량화하기 위한 온· 습도 보정관계식을 도출한 결과, 보정관계식의 f(T,RH)0은 황화수소의 경우 양호한 결과를 나타냈지만, 암모니아의 경우 황화수소와 비교하여 표준오차가 큰 것으로 나타났다. 또한, f(T,RH)a를 도출하는 과정에서 황화수소 및 암모니아의 기울기 계수는 모두 상대적으로 정밀도가 떨어 지는 것으로 나타났다. 온·습도 조건에 변화를 주었을 때, ADC0 값은 비교적 신뢰도가 높았고 기울기 값은 신뢰도가 다소 낮다고 볼 수 있다. 본 연구를 통해 제시된 보정관계식을 통하여 온·습도가 변화하는 경우에 도 센서로 감지한 ADC 값을 교정하여보다 신뢰성 있는 시료 농도의 산 정이 가능할 것으로 사료된다.

The odor directly related to the living environment and health needs to be resolved quickly, and research using gas sensors that can be easily and quickly measured on site is actively carried out. For electrochemical sensors with relatively high linearity, reactivity, selectivity, stability, etc., the actual measurement site measurement data has a relatively low reliability and accuracy. In this study, the purpose of the chamber experiment is to analyze the performance evaluation experiment of hydrogen sulfide and ammonia electrochemical odor sensors and changes in sensing performance of hydrogen sulfide and ammonia electrochemical odor sensors due to multiple temperature and humidity conditions. A methodology for improving the sensing performance and data reliability of odor substances present in the general atmosphere is presented in order to quantify the effect on electrochemical malodorous sensors according to temperature and humidity conditions. Hydrogen sulfide, ammonia electrochemical odor sensors showed good response time, accuracy, reproducibility and linearity under temperature and humidity variability conditions, with minimum detection limits of 22.3ppb hydrogen sulfide and 18.6ppb ammonia. When the temperature is fixed, it is found that the higher the humidity, the higher the ADC0 value, the more the humidity, the lower the ADC0 value. Although the tilt value was affected by the change in temperature and humidity, it did not show a relatively clear tendency compared to the ADC0 value. A temperature and humidity correction equation was derived to quantify the effect of the sample temperature and humidity change on the sensor, and f(T,RH)0 in the correction equation showed good results for hydrogen sulfide, but the standard error for ammonia was larger than hydrogen sulfide. In addition, in the process of deriving f(T,RH)a, it was found that the inclination coefficients of hydrogen sulfide and ammonia were all relatively less accurate. When the temperature and humidity conditions are changed, it is considered that the ADC0 value has relatively high reliability and the inclination value has slightly low reliability. Based on the correction-related expression shown in this study, it is thought that even if the temperature and humidity change, the ADC value sensed by the sensor can be calibrated to calculate a more reliable sample concentration.

#H2S #NH3 #악취 #악취 센서 #온습도

List of Tables
List of Figures
Abstract
제1장 서론
제1절 연구배경
제2절 연구동향
제3절 연구목적
제2장 실험 방법
제1절 이론적 고찰
(1) H2S, NH3의 특성
(2) 악취의 인체에 대한 영향
(3) 전기화학식 가스센서의 원리
(4) 전기화학식 센서의 성능 및 신뢰성 영향인자
제2절 실험 방법
(1) 노출농도설정
(2) 센서 노출실험용 챔버
(3) 센서의 노출 실험 방법
(4) 농도 산정 방법
제3장 결과 및 고찰
제1절 악취 센서의 성능평가
(1) 응답시간
(2) 재현성, 정밀도
(3) 농도에 따른 직선성
(4) 최소검출한계
제2절 온?습도 변동에 따른 센서 감지 특성
(1) 습도 변동에 대한 직선성과 변화특성
(2) 온도 변동에 대한 직선성과 변화특성
제3절 농도 보정 방법론
(1) 온?습도 변동에 대한 보정 방법
제4장 결론
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