광 기반 초미세먼지 센서 시스템 개발 및 필드 적용에서의 안정성 검증에 관한 연구

Abstract

학위논문(석사)--아주대학교 IT융합대학원 :IT융합공학과,2022. 2본 논문은 광 기반의 초미세먼지센서의 개발 및 필드 적용에서의 안정성 검증에 관한 연구이다. 센서시스템은 발광부, 수광부, 유로부로 구성된다. 발광부는 레이저다이오드 및 렌즈로 구성된다. 수광부는 포토 디텍터 로 구성되어 있으며 유로부는 모터 흡입부와 유로로 구성된다 본 연구는 광학 기반의 장치에서 발광부의 설계 근거, 시뮬레이션, 검증 방법을 새롭게 제시하였다. 수광부 회로 트랜스 임피던스의 구조 및 원리와 실험을 통한 신호 취득으로 수광부의 위치 선정의 근거를 정량적으로 분석하였다. 초미세먼지 측정을 하기 위한 먼지 흡입과 배출의 역할을 담당하는 유로 설계로 센서의 수명을 늘릴 수 있도록 시뮬레이션으로 검증하였다. 수광부에서 측정한 신호를 미세먼지 농도로 변환하는 방법을 제시하였고, 실외에서 측정할 때의 환경에 대변할 수 있는 환경 변수를 추가하였다. 먼지 측정 챔버의 구조와 측정 시스템을 제시하였고, 기준계측기와 먼지 센서를 교정 하는 방법을 제시하였다. 먼지 측정 챔버에서 교정한 먼지 센서로 실외 측정을 진행 하여 결과를 도출 하였다.제 1 장 서 론 1 제 2 장 초미세먼지 센서시스템 최적설계 3 2.1 초미세먼지 센서시스템 유형 3 2.2 광 기반 초미세먼지 센서시스템 구성도 및 설계 조건 5 2.2.1 광학부 최적 설계 7 2.2.2 수광부 최적 설계 13 2.2.3 유로부 최적 설계 17 제 3 장 미세먼지 측정 시스템 구현 22 3.1 토탈 센서시스템 구현 22 3.2 테스팅 환경별 에러 교정 27 제 4 장 센서 시스템 필드 측정 결과 30 제 5 장 결 론 33 참 고 문 헌 35Maste