열전도도 센서 (Thermal Conductivity Sensor)
기본원리

1. 정의

가스의 열전도도는, 1 cm ² 크기의 두 판 사이를 1 cm 떨어 뜨려 놓고, 이 가스 내에서 1초 동안에 전달하는 칼로리로 표시되는 열을 의미합니다, 이때 두 표면의 온도 차는 1 °C입니다.

일반적인 말로는, 가스의 열전도도는 열을 전달하는 가스의 정도입니다.

2. 가스의 열 전도도

모든 가스의 열전도도는 다릅니다. 이러한 방법을 이용하여 가스 들이 가지고 있는 특유의 열전도율을 감지하는 것입니다. 이 가스가 배경가스의 열전도율보다 아주 뚜렷한 열전도율을 가지고 있을 때, 그 결과로서 시스템은 유사한 두 혼합가스의 농도를 측정할 수 있습니다.

센서의 측정 기술은 가스 확산 멤브레인과 가스 열전도도 감지기를 조합하였습니다. 확산 멤브레인과 열전도 감지기 사이를 에워싸고 있는 작은 공간은 퍼지가스로 주기적으로 불어줍니다. 모든 퍼지 후에는, 멤브레인을 투과한 샘플로부터 확산한 가스는 감지기 주위의 변환하는 가스의 열전도도에 의하여 측정되어 집니다. 이것은 열전도도의 변화 율이며 가스의 농도로 환산할 수 있습니다.

3. 측정 원리

감지부분에서, Orbisphere 열전도 센서는 전기적으로 가열된 열전도 칩을 사용하며, 가스 확산 멤브레인에 의하여 샘플과 분리됩니다. 사용 용도에 따라서 멤브레인은 그릴로 보호됩니다.

멤브레인과 써포트를 제거한 열전도 센서셀	열전도 칩과 멤브레인 써포트

멤브레인을 투과하여 확산한 가스는 칩과 접촉하게 됩니다 . 열전도도가 변하게 되면 칩의 저항률이 변합니다 . 그 결과로 인한 칩에서의 전압의 변화를 측정하게 됩니다.

왼쪽에 연결한 입구로 퍼지가스가 들어오면 , 솔레노이드 밸브를 통과하여 (작동하였을 때 ), 멤브레인 아래에 있는 칸막이가 있는 열전도 칩으로 흐릅니다, 그리고 오른쪽의 출구 쪽으로 빠져나갑니다.

열전도 셀 그림

측정 주기

Orbisphere 시스템은 2개 싸이클이 순차적으로 일어나며 (약 20초 ), 순차가 반복될 때마다 하나의 참조가 업데이트됩니다. 주기는 하나의 퍼지 주기와 하나의 샘플링 주기를 포함하고 있습니다 :

측정 주기

1. 퍼지 주기

- 센서 몸체에 있는 솔레노이드 밸브가 작동하여 열림 - 멤브레인 아래 쪽의 칸막이가 있는 열전도 칩을 퍼지 가스가 채워짐 - 퍼지 가스가 이미 들어온 샘플을 밖으로 밀어내고 , 다음 측정을 위한 참조 포인트를 결정함

2. 샘플링 주기

- 퍼지 가스 공급을 멈추게 하기 위하여 솔레노이드 밸브가 닫힘 - 이것은 샘플링 주기 동안 샘플에 용해되어 있는 가스들이 멤브레인을 통해 확산되게 하며 , 칩에서 열전도 변화를 일으키게 합니다 . - 이 변화는 칩에서의 전압 변화를 발생시킨다 , 이것은 온도와 함께 가스 농도를 계산하게 합니다 . - 결과는 아날로그 신호로 측정 기기에 보내진다 .

열전도 센서 측정 원리