스크린 프린팅을 이용한 유연 어레이 표면온도센서의 제조와 특성 분석

Abstract

본 연구에서는 인체 또는 물체 표면의 온도분포를 측정할 수 있는 유연 어레이 타입의 표면 온도센서를 제작하였다. 이 표면 온도 센서에 대해 더 자세히 말하자면 인체에서 혈류의 흐름을 측정 할 수 있는 표면온도센서를 제작하였다. 먼저 폴리에틸렌 기판위에 전도성 페이스트를 프린팅 하였고 이는 하부전극으로 사용되었으며, 황, 염소, 탄소, 산소, 인 등으로 이루어진 폴리머 기반 페이스트는 하부 전극 위에 프린팅 되며 저항체로 쓰였다. 마지막으로 전도성 페이스트로 프린팅하여 상부전극으로 사용하였다. 이 표면 온도 센서는 최적의 조건인 150℃, 3분 열처리를 통해 제작되었다. 이 온도센서는 278.15K~373.15K 에서 온도가 상승하면 저항이 감소하는 NTC 써미스터의 특징을 보였다. 실험한 전체영역의 오차를 줄이고자 행렬을 이용한 Steinhart-Hart equation을 사용하였고, 기존의 Steinhart-Hart equation을 이용할 경우 좁은 영역의 오차는 +/-0.001℃까지 줄일 수 있었다. 어레이 타입에서 발생하는 크로스 톡 문제를 도형을 이용하여 저항의 경로를 계산하였고 경로 계산에서 발생한 함수를 Gauss-Seidal 방법을 이용하여 실 저항값을 구할 수 있었다.