Teknologi untuk mengukur Gas oksigen – Pada zaman kini makin banyak teknologi yang tersedia untuk mengukur gas oksigen dalam aplikasi industri. Beberapa di antaranya akan dibahas dalam artikel ini.
Gas tidak berwarna, tidak berbau, oksigen membentuk kira-kira 21% atmosfer bumi. Hal itu sangat penting bagi kehidupan manusia, demikian pula vital bagi banyak penggunaan gas pada bidang medis, dan juga memainkan peranan yang sangat penting dalam banyak reaksi proses industri. Dalam dunia industri, Gas Sensor memiliki beragam kegunaan, termasuk produksi logam dan plastik. Banyak proses manufaktur bergantung pada penggunaan senyawa oksida, sehingga banyak variasi penggunaannya bergantung pada ukuran-ukuran oksigen untuk mengendalikan proses, keselamatan, dan efisiensi.
Selain itu, meskipun oksigen tidak membahayakan lingkungan, mungkin perlu memonitor emisi oksigen sebagai bagian dari sistem pemantauan emisi yang berkesinambungan. Ada sejumlah teknologi sensor yang berbeda yang tersedia untuk mengukur oksigen, dan memilih solusi yang paling tepat bergantung pada beberapa faktor, termasuk kondisi aplikasi dan jangkauan pengukuran yang diperlukan.
Baca Juga : Prinsip Kerja Pengukuran Kelembaban
Teknologi untuk Mengukur Gas Oksigen
Pengukuran Zirkonia Oksigen
Solusi yang sudah lama dan dapat dipercaya oleh oleh industri di seluruh dunia, Zirkonia – juga dikenal sebagai zirkonium oksida – adalah teknologi penginderaan oksigen andal yang mampu memberikan pengukuran pada tingkat bagian per juta (ppm) dan persentase dalam proses pembakaran in-situ.
Sensor Zirkonia mempunyai khas tersendiri yaitu terdiri dari sel yang terbuat dari oksida zirkonium keramik yang distabilkan dengan oksida itrium untuk membentuk struktur kisi. Bagian ukuran dan referensi ditutupi dengan lapisan katalitik, berpori, konduktif elektrik yang berfungsi sebagai elektroda di kedua sisi penghalang kisi antara sampel dan volume gas referensi.
Pada suhu yang dinaikkan, kisi memungkinkan pergerakan ion oksigen bermuatan negatif, yang terbentuk pada elektroda katalitik pada laju yang ditentukan oleh suhu dan perbedaan tekanan parsial oksigen dari gas sampel dan gas referensi. Lintasan ion-ion ini menghasilkan tegangan melintasi elektroda – besarnya ini adalah fungsi logaritmik dari rasio tekanan parsial oksigen sampel dan gas referensi.
Karena tekanan parsial gas referensi telah ditentukan sebelumnya, tegangan yang dihasilkan oleh sel menunjukkan kandungan oksigen dari gas sampel. Salah satu keuntungan dari sensor Zirkonia adalah dapat dipasangkan dengan sensor katalitik film tebal di penganalisis yang sama untuk solusi kontrol pembakaran all-in-one. Dalam beberapa aplikasi di mana sampel gas mengandung hidrokarbon, kesalahan pengukuran dapat terjadi; dalam kasus ini, sensor Paramagnetik atau TDL mungkin direkomendasikan untuk pengukuran oksigen sebagai gantinya.
Baca Juga : Prinsip Kerja dan Aplikasi Pressure Sensor
Pengukuran Oksigen Coulometric
Penginderaan koulometri didasarkan pada proses sederhana yang tidak menguras energi yang merespon dengan cepat terhadap perubahan kadar oksigen. Ini memberikan deteksi tingkat rendah yang penting untuk aplikasi gas dengan kemurnian sangat tinggi, seperti produksi gas tingkat elektronik.
Teknologi coulometric memungkinkan pengukuran oksigen pada tingkat persen atau ppm. Ini tidak menipis, jadi tidak perlu mengganti sel secara berkala. Ini juga menghindari pembacaan rendah palsu yang terkait dengan sensor elektrokimia standar.
Sensor yang beroperasi melalui proses Coulometric sederhana, di mana oksigen dari gas sampel direduksi menjadi ion hidroksil pada katoda sensor. Aliran arus yang dihasilkan sebanding dengan kandungan oksigen dalam gas, dan sinyal yang diproses dapat ditampilkan dalam satuan ppm atau bagian per miliar (ppb) oksigen.
Sensor coulometric merespon dengan sangat cepat terhadap perubahan konsentrasi oksigen. Misalnya, sensor rentang 0-1.000ppm dapat terpapar ke udara dan dalam waktu kurang dari satu menit akan mengukur <10ppm pada nitrogen murni. Ini adalah manfaat besar bagi pengguna yang memiliki aplikasi yang mudah marah. Selain itu, kinerja sensor tidak terpengaruh oleh perubahan laju aliran yang wajar. Karena sensor non-depleting tidak dikonsumsi saat terkena oksigen, sensor ini memiliki masa pakai yang lama dan tidak memerlukan gas pembersih untuk melindunginya saat tidak digunakan.
Baca Juga : Prinsip Kerja Radar Level Sensor Tanpa Kontak
Pengukuran Paramagnetic Oksigen
Berdasarkan sifat magnetik bawaan oksigen, teknologi Paramagnetik mengukur konsentrasi gas pada tingkat persentase, dengan hasil yang cepat, akurat, dan sensitif. Sel Paramagnetik tipikal terdiri dari dua bola kaca berisi nitrogen, dipasang di dalam medan magnet, pada suspensi berputar, dengan cermin yang ditempatkan di tengah.
Cahaya bersinar di cermin dan dipantulkan ke sepasang fotosel. Oksigen secara alami Paramagnetik, sehingga tertarik ke medan magnet, menggusur bola kaca dan menyebabkan rotasi suspensi, yang dideteksi oleh fotosel.
Arus diterapkan melalui kumparan umpan balik yang ada di medan magnet untuk memberikan torsi yang cukup untuk mengembalikan suspensi ke posisi semula. Besarnya arus ini berbanding lurus dengan oksigen yang ada dalam sampel campuran gas.
Tidak seperti teknologi penginderaan elektrokimia, sel Paramagnetik tidak pernah perlu diubah dan kinerjanya tidak pernah memburuk dari waktu ke waktu, mengurangi persyaratan perawatan yang berkelanjutan dan memberikan masa pakai yang lama. Penginderaan paramagnetik dapat digunakan bersama dengan teknologi penginderaan inframerah dalam proses industri penting seperti unit pemisahan udara dan sistem pemantauan emisi berkelanjutan.
Dalam analisa yang kuat, ini cocok untuk operasi dalam kondisi proses yang berbahaya, tetapi dapat dipengaruhi oleh tingkat gerakan dan getaran yang signifikan, dan juga memerlukan pengkondisian sampel yang cermat untuk melindungi sensor dan memastikan pengukuran yang akurat.
Baca Juga : Definisi, Cara Kerja, dan Keunggulan Capacitive Level Sensor
Pengukuran Oksigen Laser Dioda Merdu
Sebuah teknologi penginderaan non-kontak, non-depleting, sensor Tunable Diode Laser (TDL) menawarkan respon cepat, pengukuran akurat yang sangat spesifik untuk gas yang diinginkan. Penganalisis TDL menggunakan teknik spektroskopi “monokromatik” satu baris yang menawarkan kalibrasi yang sangat stabil, pengukuran in-situ yang berkelanjutan, cepat, dan menghindari interferensi silang optik dari gas lain. Sistem TDL terdiri dari sumber cahaya laser, optik pemancar, media penyerap yang dapat diakses secara optik, optik penerima, dan detektor.
Informasi sinyal disimpan dalam bentuk garis absorpsi gas, yang diperoleh dengan memindai panjang gelombang laser di atas garis absorpsi spesifik. Hal ini menyebabkan pengurangan intensitas sinyal yang diukur, yang dideteksi oleh fotodioda dan digunakan untuk menentukan konsentrasi gas dan sifat lainnya.
Beberapa penganalisis TDL menggunakan teknik modulasi deteksi harmonik kedua (2f) yang memberikan akurasi, sensitivitas, dan keandalan pengukuran yang lebih besar, terutama pada pengukuran tingkat ppm rendah. Penginderaan TDL rentan terhadap berbagai faktor lingkungan yang harus dikompensasi, termasuk variasi panjang jalur, efek gas pembersih jendela, gangguan optik, dan perubahan suhu dan tekanan.
Baca Juga : Prinsip Kerja Sensor Konduktivitas
Kesimpulan
Dari artikel yang sudah dipaparkan diatas yaitu “Teknologi untuk Mengukur Gas Oksigen” dapat ditarik sebagai kesimpulan, yaitu :
- Pengetahuan dan keahlian aplikasi diperlukan untuk memilih teknologi pengukuran oksigen yang optimal untuk aplikasi tertentu. Sensor kanan hanya satu komponen.
- Menggunakan sistem pengambilan sampel terbaik, menerapkan pemrosesan perangkat lunak analitik canggih, dan menempatkannya di dalam casing yang sesuai – penting untuk aplikasi area berbahaya, seperti pada suhu tinggi – semuanya merupakan pertimbangan utama.
- Memilih solusi penginderaan oksigen yang tepat untuk proses Anda sangat penting untuk mencapai hasil terbaik. Bermitra dengan pakar analisis gas, seperti Servomex, adalah cara yang bagus untuk mendapatkan solusi yang paling sesuai.
- Servomex adalah pakar yang diakui dalam pengukuran oksigen, dan memasok pilihan teknologi analisis gas terluas, sehingga memudahkan untuk menemukan opsi yang tepat untuk aplikasi Anda. Kunjungi servomex.com untuk informasi lebih lanjut.
Referensi : instrumentationtools.com
