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과제번호 S2687218
과제명 실시간 이산화질소 감지 가능한 거점식 측정기와 관리 시스템
사업명 창업성장-기술개발사업
공고명 2018년 창업성장기술개발사업 '창업사업화연계과제(4차)' 시행계획 공지(한국창업보육협회)
세부공고명 2018년 창업성장기술개발사업 '창업사업화연계과제(4차)' 시행계획 공지(한국창업보육협회)
과제상태 과제진행중
산업기술분류 화학 >> 대기/폐기물 >> 환경산업 부품소재기술
개발목표

“실시간 이산화질소 감지 가능한 거점식 측정기와 관리 시스템”

? 내연기관의 유해가스 모니터링용 에너지 절감 그래핀계 복합체 및 감응소자 개발
    - 그래핀 flake 생산 공정 단순화 및 양산 가능 프로세스 확립
    - NO2 가스 감응용 그래핀 복합체 제조기술 확립
    - NO2 가스 감응소자 및 측정 모듈 개발
? 작업자의 측정 안정성 확보를 위한 IT 기반 스마트/소형 단말기 개발
    - 150℃ 이하에서 반도체 NO2 농도 측정 가능한 소형 단말기 H/W개발
    - 반도체 NO2 센서 데이터 추정 및 데이터 처리를 위한 F/W 개발
    - IoT 외부 데이터 전송 시스템 구축

내용

<주관기관 개발내용>
 ? NO2 가스 감응용 소재 제조기술 확보
    - 그래핀 플레이크와 세라믹 합성 복합체의 규칙 분산 기술 확보 
    - 가스 감응도 향상을 위한 복합체간 결합 방식에 대한 최적화 공정기술 개발 
       : 그래핀 flake와 세라믹의 표면 부착(adhesion) 방식 
    - 그래핀 복합체 구성 함량(레시피)비에 따른 특성 변화 고찰 및 감응 재현성 확보
       : 그래핀 flake와 세라믹의 구성비 변화에 따른 감응도 확보

 ? 센서 감응 소재 생산 공정 단순화 및 양산 가능 프로세스 확립
    - 고에너지 조사 공법을 이용한 그래핀 flake 박리 합성 기술 개발
      : 마이크로파(1kw급)에 의한 그래핀 flake 제조 공정 확립
    - 입도 분리를 통한 양산 공정용 그래핀 flake 품질 최적화 기술 개발
      : 콜로이드 밀을 활용 입자 분쇄 후 입도별 분리 기술 확보

 ? NO2 가스 감응소자 및 휴대/거점식 디바이스 개발
    - 감응 소자 형성을 위한 그래핀 복합체 기반 접착 기술 개발
      : 그래핀 복합체와 접착 바인더의 구성비 설정
    - 감응 소자 제조를 위한 접착 바인더 합성 기술 확보로 양산 기술 확보
    - 저에너지 소모, 기존 반도체식 센서 대비 저온 동작이 가능한 반도체식 NO2 가스 측정 모듈 개발(휴대/거점식 설치 동시 가능)

<위탁연구기관 개발내용>
? 측정 정밀성 및 안정성을 고려한 스마트/소형 단말기 하드웨어 개발
    - 고속 마이크로프로세서를 적용한 단말기 회로 설계
    - 히터의 온도 제어를 고려한 히터부 제어 회로 설계
    - 가스 센서의 정밀도 및 노이즈 감소를 고려한 가스 센서 회로부 설계
    - 원격지 제어를 수행하기 위한 유/무선 통신 회로부 설계 
     · H/W 방식의 노이즈 필터 회로 구현 
     · IoT 외부데이터 전송 시스템 및 F/W
     · 히터 온도 제어 최대 온도 : 150℃

? 센서 측정 오차를 최소화 할 수 있는 스마트/소형 단말기 펌웨어 개발
    - 반도체식 NO2 센서 데이터 추출을 위한 온도 센서 제어 알고리즘 개발
    · 히터 온도 제어 알고리즘 : 외부환경 강인성을 고려 견실제어 알고리즘 적용
    · 정밀 온도 제어 오차 : ± 2℃ 
    · 기기 제어 기능 : 1회 측정 및 연속측정 알고리즘 구현
    - 반도체식 NO2 센서 데이터 추정 및 데이터 처리를 펌웨어 개발
     · NO2 농도 필터링 알고리즘 구현
     · NO2 가스에 대한 실시간 모니터링 및 log 정보처리 시스템 구축

? IT 기술을 적용한 외부 데이터 처리를 소프트웨어 개발
    - IT 외부 데이터 전송 시스템 구축
     · 원격지 NO2 가스센서 단말기 조작 소프트웨어 구현
     · NO2 가스 상황 및 사용자 설정에 따른 위험상황에 대한 원격 알림 시스템 구현
     · 다양한 매체(PC/스마트폰)에 대한 Data처리 GUI 구현

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