악취 측정법에 대해서

악취 측정법에 대해서

반도체 센서법은?

반도체에서 센서는 금속 산화물 반도체 표면에서의 가스 흡착에 의한 열전도도 변화 및 전기 전도도(도전율) 변화를 백금선 코일의 저항값 변화로서 측정한다.

백금선 코일에 흐르는 전류에 의해 약 300~ 450℃에 유지된 금속산화물반도체(SnO2)가 환원성 가스와 같은 전자공여성 가스를 흡착하면 그 전자농도가 증가하여 반도체의 열전도도가 좋아진다.

그 결과 방열이 좋아져 반도체 온도가 내려가고 백금선 저항이 떨어진다.

이 경우, 백금선 코일은 접촉 연소식 센서의 경우와 마찬가지로 온도계로서 기능하고 있다.

냄새 센서의 특징은 다음과 같다.

냄새물질의 물리화학적 성질과 냄새의 종류, 강도 등에 대해서는 정성적, 정량적인 연구가 이루어져 많은 성과를 얻고 있다.

냄새물질의 농도와 냄새 강도의 관계는 냄새의 종류에 따라 큰 차이가 있지만, 동일한 냄새물질에서의 농도와 냄새 센서 감도의 관계일 경우에는 정량화할 수 있다.

포화 탄화수소와 같이 냄새를 발하지 않거나 발해도 아주 작은 물질은 센서 감도도 작고 냄새 감도가 큰(역치가 낮은) 물질은 센서 감도도 큰 경향이 보인다.

일반적으로 티올(-SH), 2급 아민(-NH), 1급 아민(-NH), 케톤(CO), 에테르(C-O-C), 알데히드(-CHO), 카르본산(-COOH), 알코올(-OH), 니트릴(-CN)을 바탕으로 한 물질은 센서 감도가 커진다.

냄새물질의 종류와 센서감도의 관계를 정리한 예는 그림 2와 같다.

같은 농도라도 벤젠(C6H6)(A)과 메틸메르카프탄(CH3SH)(B)에서는 센서 출력이 20배 이상 다르다

(A'=3mV, B' 70mV)를 알 수 있다.

각종 물질(대표 물질)의 냄새 센서 감도를 비교해 보면 표1과 같다

 

이는 센서의 종류·재료 등이 바뀌면 이 순서는 다소 변화할 것으로 생각되지만, 관능기의 종류에 따라 현저하게 센서 감도가 다르다는 것을 알 수 있다.

　각 냄새 물질의 검지 한계값과 센서 출력(에틸알코올의 감도를 100으로 했을 때의 상대값)의 관계를 그림 3에 나타낸다.

검지 역치가 작은 물질(냄새가 강한 물질)은 대체로 센서 출력도 커서 인간의 후각이 갖는 특성과 냄새 센서의 센서 감도는 거의 대응됨을 알 수 있다.

 

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