GSAS61-P110 가스 센서 원리와 동작

안녕하세요.

Edward입니다.

이번에는 미뤄뒀던 센서에 대한 설명을 다뤄보고자 합니다.

예전에 사용했었던 센서인데, 이 센서의 원리라는 게 참 신기해서 별도로 포스팅하려고 합니다.

센서는 오감 테크놀러지에서 제작한 GSAS61-P110 센서입니다.

GSAS61-P110 센서는 일명 "스모크 센서"로 불리며,

실내 오염공기(담배연기, 연료용-LPG/NG, 유기용제 등)를 피해 한계치 이하에서 감지가 가능하도록 개발된 센서입니다.

여기서 부탄, 메탄, 알코올 까지 포함됩니다.

해당 센서 내부는 생김새는 아래와 같은데요.

대부분의 가스 센서의 원리는 아래와 동일합니다.

다른 가스센서와의 차이점은 가스를 흡착하는 재료를 어떤 걸로 사용하냐에 따라 다릅니다 ^^

GSAS61-P110 센서 동작 원리

GSAS61-P110 센서는 위 그림처럼 내부에 부착한 "센서와 히터"로 가스를 검출합니다 ^^

센서의 방식은 일명 "접촉연소식 방식"이라고 하는데요,

둥그런 튜브(세라믹)안에 백금 열선을 내장하여 구성합니다. 그리고 온도보상용으로 유사한 저항소자를 사용하여 이를 직렬로 연결합니다. 그래서 전원을 인가하면 센서가 가열되고 가열된 센서와 가스가 접촉하면서 연소반응이 일어납니다.^^

즉, 공기+가스가 센서에 흡착되어 동작하게 됩니다 ^^

그런데 GSAS61-P110은 반도체식 가스 센서입니다.

반도체의 특성은 온도가 올라가면 전자가 열에너지를 받아 핵으로부터 구속을 벗어나 자유전자가 되는데요.

이러한 특성 때문에 초기 동작 시엔 센서의 저항값이 온도에 따라 커지냐 작아지냐의 차이가 있어요~

반도체식 가스 센서는 초기 동작시에 센서의 저항 값이 낮아지죠 ^^

즉, GASA61-P110는 열이 상승하면 저항은 내려갑니다.

하지만 일반적인 가스센서는 도체 방식이기 때문에 열이 상승하면 저항도 상승하게 됩니다.

동작 원리는 다음과 같아요 ^^

센서 내부 전원에 의해 가열되는 히터가 부착되어 있습니다. 이런 히터의 열 때문에 센서에 공기가 흡착되는데요.

전원이 지속적으로 공급해주면서(전자 공급), 공기가 센서에 흡착되면 전원으로부터 공급받는 전류의 흐름이 달라지게 됩니다.

따라서 전류가 센서로 제대로 흐르지 못하게 되는데요. 본래는 이때 전류가 흐르지 못하기 때문에 저항 값이 커져요.

하지만 반도체식 가스 센서는 반대로 저항 값이 낮아집니다.

이는 반도체 특성상 그렇게 제작이 되는 것인데요.

이후 가스를 검출하게 되어 공기가 섞이게 되면, 공기가 흡착되어 있는 센서에 가스가 유입되면서 저항 값이 달라지게 됩니다.

반도체 온도 특성에 대한 자세한 설명은 아래 링크를 참고해주세요 ^^

http://tip.daum.net/question/65324714

즉, 결론은 동작 시 가스가 검출되면 센서의 저항이 낮아져요 ^^

회로도를 참고하시면 아시겠지만, 대부분의 저항식 센서들은 전압 분배식으로 회로가 구성되어 있습니다.

다만 센서의 정밀성에 따라 저항치 변화가 더 리니어 하게 변합니다 ^^

참고 문헌

Edward'sLabs