[发明专利]用于测量气体浓度的装置和方法

说明书

一种用于测量目标气体的浓度的装置包括：气体传感器，包括感测层，感测层的电阻通过气体分子与感测层之间的氧化反应或还原反应而改变；以及处理器，被配置为响应于目标气体与空气一起被引入到气体传感器中，监测感测层的电阻变化，并且通过分析电阻变化的形状来确定目标气体的浓度。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年8月20日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2019-0101665的优先权，出于所有目的，其全部公开内容通过引用并入本文。

技术领域

本公开的装置和方法涉及测量气体浓度。

背景技术

用于测量特定气体浓度的气体传感器通常使用基于由传感器表面上吸附/解吸的气体分子引起的电阻变化来测量气体浓度的方法。

在普通的测量环境中，将要测量的目标气体与空气进行混合并引入到气体传感器中，在这种情况下，除要测量的目标气体之外，空气中包含的各种气体可能是降低气体传感器精度的因素。

发明内容

示例实施例提供了一种用于测量气体浓度的装置和方法。

根据示例实施例的一个方面，一种用于测量目标气体的浓度的装置包括：气体传感器，包括感测层，所述感测层包括通过气体分子与所述感测层之间的氧化反应或还原反应而改变的电阻；以及处理器，被配置为响应于所述目标气体与空气一起被引入到所述气体传感器中，监测所述感测层的电阻变化，并且通过分析所述电阻变化的形状来确定所述目标气体的浓度。

所述处理器还可以被配置为：将所述电阻变化近似为由所述氧化反应引起的第一电阻变化和由所述还原反应引起的第二电阻变化的和，并且基于所述第二电阻变化来确定所述目标气体的浓度。

所述处理器还可以被配置为：使用S形函数来近似所述电阻变化。

所述处理器还可以被配置为：通过使用预定函数的项的系数来确定所述目标气体的浓度，所述预定函数对所述第一电阻变化和所述第二电阻变化的和进行近似，所述系数表示所述第二电阻变化。

所述处理器还可以被配置为：基于所述系数与所述目标气体的浓度之间的预定义关系来确定所述目标气体的浓度。

所述感测层可以包括金属氧化物半导体(MOS)、石墨烯、氧化石墨烯、碳纳米管(CNT)和导电聚合物中的至少一种。

所述感测层可以包括纳米结构。

所述纳米结构可以包括纳米纤维结构、纳米管结构、纳米颗粒结构、纳米球结构和纳米带结构中的至少一种。

所述感测层可以包括用于气体敏感性和选择性的金属催化剂。

所述气体传感器还可以包括电阻测量器，所述电阻测量器被配置为测量所述感测层的电阻。

所述气体传感器还可以包括加热器，所述加热器被配置为控制所述感测层的反应性。

所述装置还可以包括以下至少一项：被配置为测量施加在所述感测层上的压力或所述感测层周围的环境压力的压力传感器、被配置为测量所述感测层的温度或所述感测层周围的环境温度的温度传感器、以及被配置为测量所述感测层周围的环境湿度的湿度传感器。

所述处理器还可以被配置为：基于所测量的压力、所测量的环境压力、所测量的温度、所测量的环境温度和所测量的环境湿度中的至少一项来校正所确定的所述目标气体的浓度。