선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 본 연구에서는 가스센서 어레이를 이용한 구취측정기에서의 구취측정방법에 대한 연구를 진행하였다. 구취측정기의 센서에 대한 재현성 평가 및 구취측정 방법과 구취의 패턴을 분석을 통해 구취 측정방법을 제안하고 이를 정립하기 위한 기초실험결과를 검토하는 것을 그 목적으로 하였다.
- 다음으로 구취 측정시 입안을 세척하지 않고 측정하는 방법과 입안 세척 후 측정하는 방법에 대해 구취측정기의 반응특성을 알아보기 위한 실험을 하였다. 입안 세척은 물로 입 안을 헹군 후 측정하는 방법을 사용하였다.
- 본 연구에서는 가스센서 어레이를 이용한 구취측정기에서의 구취측정방법에 대한 연구를 진행하였다. 구취측정기의 센서에 대한 재현성 평가 및 구취측정 방법과 구취의 패턴을 분석을 통해 구취 측정방법을 제안하고 이를 정립하기 위한 기초실험결과를 검토하는 것을 그 목적으로 하였다.
- 본 연구에서는 구취측정기의 구취측정 방법을 알아 보기 위하여 우선 센서의 반응특성 및 재현성 실험을 진행하였다. 구취를 측정하는 과정은 주입구를 통해서 10초 동안 166 mL의 구취가 구취 측정기로 들어가 센서와 반응하면서 스쳐 지나가고, 1분 50초 동안 센서표면에 반응한 가스의 탈착과정이 이루어진다.
제안 방법
- 감도 조정 전 단계의 실험에서 #7 전기화학식 가스센서의 출력 값이 낮게 나타나 나머지 센서는 그대로 두고, #7 전기화학식 센서의 감지 범위를 10 ppb까지 감지할 수 있도록 내부의 저항 조정을 통해 센서의 감도를 조정 후 재차 실험을 실시하였다. 이 과정에서 #6 전기화학식 센서도 같은 저항 회로를 사용하는 관계로 감도조정의 영향을 받아 앞의 실험과 다른 감도를 나타내게 되었다.
- 이 과정 동안 구취와 반응한 센서의 출력값이 나타나게 된다. 구취 측정 후주입구에 활성탄을 통과한 공기가 들어가도록 하여 센서가 반응하는지 측정하여 센서 표면에 구취가 탈착되었는지 확인하였다.
- 구취측정 전 입안 세척 유·무에 따른 측정 결과의 변화를 확인하기 위하여 입안 세척 전·후의 구취를 측정하였다.
- 구취측정기 센서의 재현성 평가를 위하여 임의의 구취를 대상으로 3회 측정을 실시하였으며, 구취 측정 후 반응한 구취가 센서에서 탈착되었는지 확인해 보기 위하여 활성탄을 이용하여 대조값을 확인하였다. 그 결과 대조값의 경우는 #4번 센서를 제외한 나머지 센서 출력값이 대부분 0에 가깝게 나온 반면, 구취의 경우 센서의 구취와의 반응특성에 따라 센서마다 센서 출력값이 다르게 나타나는 것을 알 수 있었다.
- 구취측정기를 이용한 구취측정시 구취의 주입방법에 대한 차이를 알아보기 위해 Fig. 8 주입방법을 나타내었으며, 냄새봉지는 Polyester 재질의 냄새봉지를 이용하였다.
- 기초실험 후 센서의 감도를 조정하여 전기화학식 가스센서의 감지 범위를 10 ppb까지 측정할 수 있도록 센서의 감도를 조정하여 실험을 실시하여 그 차이를 알아보았다. 그리고 구취측정 평가의 한 방법으로 방사형 그래프 패턴을 비교하는 방법을 사용하여 패널별 차이를 알아보았다.
- 입안 세척은 물로 입 안을 헹군 후 측정하는 방법을 사용하였다. 기초실험 후 센서의 감도를 조정하여 전기화학식 가스센서의 감지 범위를 10 ppb까지 측정할 수 있도록 센서의 감도를 조정하여 실험을 실시하여 그 차이를 알아보았다. 그리고 구취측정 평가의 한 방법으로 방사형 그래프 패턴을 비교하는 방법을 사용하여 패널별 차이를 알아보았다.
- 또한, 구취 측정시 구취를 측정기에 직접 불어 넣어 측정하는 방법과 구취를 냄새봉지에 채취한 뒤, 이를 측정기로 주입하여 측정하는 방법에 대한 차이를 알아보기 위한 실험을 진행하였다.
- 실험은 구취를 직접 주입하는 방법과 구취를 냄새봉지를 이용하여 측정하는 방법으로 실험을 진행하였다. 실험은 직접 주입하는 방법과 냄새봉지를 이용하여 측정하는 방법에 대하여 각각 3번씩 측정하였으며, 실험 결과 직접 사람이 구취를 구취측정기로 측정하는 방법보다 냄새봉지를 이용하여 측정했을 때 센서의 재현 성이 좋은 것으로 나타났다.
- 다음으로 구취 측정시 입안을 세척하지 않고 측정하는 방법과 입안 세척 후 측정하는 방법에 대해 구취측정기의 반응특성을 알아보기 위한 실험을 하였다. 입안 세척은 물로 입 안을 헹군 후 측정하는 방법을 사용하였다. 기초실험 후 센서의 감도를 조정하여 전기화학식 가스센서의 감지 범위를 10 ppb까지 측정할 수 있도록 센서의 감도를 조정하여 실험을 실시하여 그 차이를 알아보았다.
대상 데이터
- Fig. 1에 본 연구에 사용된 구취측정기를 나타내었으며, 구취 측정기의 시스템은 Manifold, Sensor array board, AC filter cartridge, DC micro pump 등으로 구성되어 있다. DC micro pump를 이용하여 구취가 Manifold를 지나게 되면 센서가 구취와 반응해 출력값이 Sensor array board를 통해 구취측정기 전면 화면에 표시된다.
- 구취측정기의 구취측정 방법에 대해 연구를 진행하기 위하여 Table 2에 실험에 참여한 사람의 정보를 나타내었으며, Panel은 남자 1명, 여자 2명으로 20대의 건강상태가 양호한 사람들로 구성하였다.
- 본 연구에서 사용되는 구취측정기는 5개의 반도체식 가스센서와 2개의 전기화학식 센서로 구성되는 센서 어레이를 활용한 구취 측정기(㈜ 과학기술분석센터 개발 시제품)를 사용하였다.
데이터처리
- 구취를 평가하기 위한 방법의 하나로 방사형 그래프를 이용한 패턴분석을 통하여 그 결과를 분석하였다. Fig.
- 그 결과 대조값의 경우는 #4번 센서를 제외한 나머지 센서 출력값이 대부분 0에 가깝게 나온 반면, 구취의 경우 센서의 구취와의 반응특성에 따라 센서마다 센서 출력값이 다르게 나타나는 것을 알 수 있었다. 구취에 대해 3회 측정한 결과의 평균값을 결과로 사용하였으며, 표준편차는 센서별로 0.1~7.0로 나타났다. 재현성은 0.
성능/효과
- 1. 화학 가스센서를 이용하여 구취측정기의 센서 재현성을 평가한 결과 재현성이 양호하게 나타나 구취측정기의 센서 출력값 차이와 패턴분석을 이용한 구취 평가가 가능하다고 판단된다. 또한 구취 측정시 panel 입안의 세척 전·후 결과에서는 입안 세척 후측정하는 방법이 세척 전 측정하는 방법에 비해 센서 출력값이 낮아지고 재현성도 떨어지는 것을 확인할 수 있었다.
- 2. 전기화학식 가스센서의 경우 반도체식 가스센서에 비해 감도는 떨어지나 재현성은 좋게 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 그리고 반도체식 가스센서의 경우 전기화학식 가스센서에 비해 구취에 대한 감도가 좋기 때문에 반도체식 가스센서와 전기화학식 가스센서를 병행하므로서 감도와 재현성 문제를 극복할 수 있을 것으로 판단된다.
- 3. 실험 결과를 통하여 반도체식 가스센서의 황화수소계 센서 감도가 다른 센서에 비해 더 우수한 것을 확인할 수 있었다. 또한 감도 조정 전·후의 실험 결과로 전기화학식 센서의 출력값이 감도 조정 전 보다 높아진 것을 확인할 수 있었으며, 낮은 농도의 가스를 검지하여 패턴 분석이 좀 더 정확해질 것으로 판단된다.
- 4. 반도체식 가스센서와 전기화학식 가스센서를 이용한 구취측정 시 직접 측정하는 것보다 냄새봉지를 이용하여 측정 하는 것이 센서의 재현성이 더 좋게 나오는 것을 확인 할 수 있었으며, 측정의 오차를 줄일 수 있을 것으로 판단된다.
- 센서의 재현성을 알아보기 위하여 세척 전·후 측정한 센서 출력값을 확인해 본 결과 세척 후에 비해 세척 전의 재현성이 좋은 것을 확인할 수 있었다. A panel의 경우 세척 후 #4과 #5 센서 출력값이 세척 전에 비해 재현성의 차이가 크게 나타나는 것을 확인할 수 있었으며, B panel의 경우 세척 후의 #3과 #5 센서 출력값이 세척 전에 비해 재현성의 차이가 났고, C panel의 경우 세척 후의 #3 센서 출력값이 세척 전에 비해 재현성이 차이가 크게 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 세척 후의 센서 출력값이 세척 전의 센서 출력값에 비해 센서 출력값이 낮아지고 재현성이 떨어지는 것을 알 수 있었다.
- 감도 조정 후의 자료를 이용하여 패턴 분석한 결과 감도 조정 전에 비해 조정 후에 전기화학식 센서 출력값이 높게 나타났다. Fig.
- 구취측정기 센서의 재현성 평가를 위하여 임의의 구취를 대상으로 3회 측정을 실시하였으며, 구취 측정 후 반응한 구취가 센서에서 탈착되었는지 확인해 보기 위하여 활성탄을 이용하여 대조값을 확인하였다. 그 결과 대조값의 경우는 #4번 센서를 제외한 나머지 센서 출력값이 대부분 0에 가깝게 나온 반면, 구취의 경우 센서의 구취와의 반응특성에 따라 센서마다 센서 출력값이 다르게 나타나는 것을 알 수 있었다. 구취에 대해 3회 측정한 결과의 평균값을 결과로 사용하였으며, 표준편차는 센서별로 0.
- 9에 시료 주입방법에 따른 패턴분석 결과를 나타내었다.냄새봉지를 이용하여 측정하는 방법과 사람이 직접 입김을 주입하여 측정하는 방법의 패턴을 비교해 본 결과 센서 출력값은 낮게 나왔지만 패턴은 동일한 패턴을 보이고 있어 센서의 재현성이 좋은 냄새봉지를 이용한 측정방법을 사용하는 것이 좋을 것으로 판단된다.
- 또한 감도 조정 전·후의 실험 결과로 전기화학식 센서의 출력값이 감도 조정 전 보다 높아진 것을 확인할 수 있었으며, 낮은 농도의 가스를 검지하여 패턴 분석이 좀 더 정확해질 것으로 판단된다.
- 또한 구취 측정시 panel 입안의 세척 전·후 결과에서는 입안 세척 후측정하는 방법이 세척 전 측정하는 방법에 비해 센서 출력값이 낮아지고 재현성도 떨어지는 것을 확인할 수 있었다.
- A panel의 경우 세척 후 #4과 #5 센서 출력값이 세척 전에 비해 재현성의 차이가 크게 나타나는 것을 확인할 수 있었으며, B panel의 경우 세척 후의 #3과 #5 센서 출력값이 세척 전에 비해 재현성의 차이가 났고, C panel의 경우 세척 후의 #3 센서 출력값이 세척 전에 비해 재현성이 차이가 크게 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 세척 후의 센서 출력값이 세척 전의 센서 출력값에 비해 센서 출력값이 낮아지고 재현성이 떨어지는 것을 알 수 있었다. Fig.
- 센서의 재현성을 알아보기 위하여 세척 전·후 측정한 센서 출력값을 확인해 본 결과 세척 후에 비해 세척 전의 재현성이 좋은 것을 확인할 수 있었다.
- 실험 결과 세척 전 측정하는 방법이 세척(물) 후 측정하는 방법에 비해 센서 출력값이 높게 나왔으며, 재현성도 세척 전 측정하는 방법이 물로 세척하는 방법보다 좋게 나오는 것으로 나타났다. 그리고 Panel별로 센서 출력값이 높거나 낮게 나타나는 센서의 종류가 다른 것을 확인할 수 있었다.
- 실험 결과 세척 전·후의 센서의 재현성이 A panel의 경우 세척 전에 비해 세척 후의 재현성이 좋게 나타났다.
- 실험은 구취를 직접 주입하는 방법과 구취를 냄새봉지를 이용하여 측정하는 방법으로 실험을 진행하였다. 실험은 직접 주입하는 방법과 냄새봉지를 이용하여 측정하는 방법에 대하여 각각 3번씩 측정하였으며, 실험 결과 직접 사람이 구취를 구취측정기로 측정하는 방법보다 냄새봉지를 이용하여 측정했을 때 센서의 재현 성이 좋은 것으로 나타났다. Table 6에 측정 방법에 따른 실험 결과를 나타내었다.
- 0로 나타났다. 재현성은 0.8 %RSD~5.7 %RSD로 양호하게 나타났다. 따라서 구취 측정기의 센서 출력값 차이와 재현성 평가 결과를 이용한 구취의 특성을 평가하는 것은 가능할 것으로 판단된다.
- 패널에 따라 세척(물) 전·후의 패턴을 분석해 본 결과 세척 전에 비해 세척(물) 후에 센서 출력값이 감소한 차이만 있을 뿐 패턴은 유사하게 나타났다.
후속연구
- 7 %RSD로 양호하게 나타났다. 따라서 구취 측정기의 센서 출력값 차이와 재현성 평가 결과를 이용한 구취의 특성을 평가하는 것은 가능할 것으로 판단된다. Table 3에 구취측정기의 대조값과 Panel의 측정 결과를 나타내었다.
- 그리고 Panel별로 센서 출력값이 높거나 낮게 나타나는 센서의 종류가 다른 것을 확인할 수 있었다. 또한, Panel에 따라 센서별 출력 값이 다르게 나타나는 것을 이용하여 Panel별 구취를 평가할 수 있을 것으로 판단된다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.