Prinsip Kerja Oxygen Analyzer dibagi menjadi beberapa metode pengukuran yang dimana metode pengukuran dari Oxygen Analyzer yang saat ini tersedia di industri dapat diklasifikasikan ke dalam beberapa kategori yaitu :
Zirconia type measurement system
Paramagnetic type
Optical type
Electrochemical type
Karena masing-masing metode pengukuran memiliki kelebihan serta kekurangan, penting untuk memilih Oxygen Analyzer dari metode yang sesuai untuk aplikasi dan penggunaan. Berikut ini akan dijelaskan gambaran umum dari masing-masing metode pengukuran serta kelebihan dan kekurangannya.
Sistem Pengukuran Tipe Zirconia: Concentration Cell System
Elektrolit padat seperti zirkonia menunjukkan konduktivitas ion oksigen pada suhu tinggi.
Seperti yang ditunjukkan pada gambar diatas, ketika elektroda platinum berpori dipasang ke kedua sisi elemen zirkonia untuk dipanaskan dan gas dengan konsentrasi oksigen parsial yang berbeda dibawa ke dalam kontak dengan permukaan masing-masing zirkonia, perangkat bertindak sebagai sel konsentrasi oksigen. . Fenomena ini menyebabkan gaya gerak listrik yang akan dihasilkan antara kedua elektroda sesuai dengan persamaan Nernst. Dan itu adalah konsentrasi oksigen proporsional.
Dapat langsung dipasang pada proses pembakaran seperti cerobong boiler dan tidak memerlukan sistem sampling, serta respon yang lebih cepat.
Kekurangan Zirconia : Concentration Cell System
salahan pengukuran (gas buang pembakaran hampir tidak menimbulkan masalah karena benar-benar terbakar).
Sistem Pengukuran Tipe Zirconia: Limiting Current Type
Seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah, jika aliran oksigen ke katoda elemen zirkonia yang dipanaskan hingga suhu tinggi dibatasi, akan muncul daerah di mana arus menjadi konstan bahkan ketika tegangan yang diberikan dinaikkan. Arus terbatas ini sebanding dengan konsentrasi oksigen.
Kelebihan Zirconia : Limiting Current Type
Mampu mengukur konsentrasi oksigen.
Kalibrasi hanya diperlukan pada sisi bentang (udara).
Kekurangan Zirconia : Limiting Current Type
Jika sampel gas mengandung gas yang mudah terbakar, kesalahan pada pengukuran terjadi.
Adanya debu menyebabkan tersumbatnya lubang difusi gas pada sisi katoda; filter harus dipasang pada tahap sebelumnya.
Prinsip Kerja Oxygen Analyzer Tipe magnetik: Sistem Paramagnetik
Ini adalah salah satu metode yang memanfaatkan sifat paramagnetik oksigen. Ketika sampel gas mengandung oksigen, oksigen ditarik ke dalam medan magnet, sehingga menurunkan laju aliran gas bantu di aliran B. Perbedaan kecepatan aliran kedua aliran, A dan B, yang disebabkan oleh efek aliran pembatasan dalam aliran B, sebanding dengan konsentrasi oksigen gas sampel. Laju aliran ditentukan oleh termistor dan diubah menjadi sinyal listrik, perbedaannya dihitung sebagai sinyal oksigen.
Kelebihan Sistem Paramegnetik
Mampu mengukur campuran gas yang mudah terbakar yang tidak dapat diukur oleh penganalisis oksigen zirkonia.
Karena tidak ada sensor di bagian pendeteksi yang bersentuhan dengan sampel yang dimilikinya, sistem paramagnetik juga dapat mengukur gas korosif.
Di antara jenis magnetik, sistem paramagnetik menawarkan waktu respons yang lebih cepat daripada sistem lain.
Di antara jenis-jenis magnetik, sistem paramagnetik lebih tahan terhadap getaran atau goncangan daripada sistem lain.
Kekurangan Sistem Paramagnetik
Membutuhkan unit pengambilan sampel yang sesuai dengan sifat atau aplikasi gas sampel.
Prinsip Kerja Oxygen Analyzer Optical Type : Tunable Diode Laser Measurement System
Pengukuran Tunable Diode Laser (atau TDL) didasarkan pada spektroskopi absorpsi. TruePeak Analyzer adalah sistem TDL dan beroperasi dengan mengukur jumlah sinar laser yang diserap (hilang) saat melewati gas yang diukur. Dalam bentuk paling sederhana penganalisis TDL terdiri dari laser yang menghasilkan cahaya inframerah, lensa optik untuk memfokuskan sinar laser melalui gas yang akan diukur dan kemudian ke detektor, detektor, dan elektronik yang mengontrol laser dan menerjemahkan sinyal detektor. menjadi sinyal yang mewakili konsentrasi gas.
Molekul gas menyerap cahaya pada warna tertentu, yang disebut garis serapan. Penyerapan ini mengikuti hukum Beers. Penganalisis TDL adalah penganalisis inframerah efektif yang mematuhi Hukum Beer-Lambert.
I = Io ·e-E ·G ·L
di mana I adalah intensitas radiasi setelah penyerapan :
I0 adalah intensitas radiasi awal,
E adalah koefisien kepunahan,
G adalah konsentrasi gas,
dan L adalah panjang lintasan daerah pengukuran.
Kelebihan Tunable Diode Laser Measurement System
Mampu mengukur sejumlah gas penyerap inframerah dekat dalam aplikasi proses yang sulit.
Kemampuan mengukur pada suhu yang sangat tinggi, tekanan tinggi dan dalam kondisi sulit (korosif, agresif, layanan partikulat tinggi).
Sebagian besar aplikasi diukur di tempat, sehingga mengurangi biaya pemasangan dan pemeliharaan.
Kekurangan Tunable Diode Laser Measurement System
Pemasangan flensa diperlukan untuk kedua sisi proses.
Prinsip Kerja Oxygen Analyzer Tipe Electrochemical : Galvanic Cell Type
Jika oksigen dilarutkan melalui diafragma dalam larutan elektrolit di mana anoda (logam dasar) dan katoda (logam mulia) berdekatan satu sama lain, arus sebanding dengan jumlah oksigen terlarut yang dihasilkan. Jumlah oksigen yang melewati diafragma sebanding dengan tekanan oksigen parsial dari gas sampel, oleh karena itu, konsentrasi oksigen dapat ditentukan dengan mengukur arus.
Kelebihan Electrochemical : Galvanic Cell Type
Sistem pendeteksi dapat dibuat compact; sistem pengukuran ini tersedia dalam bentuk portabel atau portabel.
Relatif murah dibandingkan dengan penganalisis oksigen dari sistem pengukuran lainnya.
Kekurangan Electrochemical : Galvanic Cell Type
Kehidupan sel terbatas. Karena merupakan jenis sel oksigen, sel galvanis akan rusak meskipun tidak digunakan.
Konsentrasi oksigen diukur untuk berbagai tujuan, seperti konservasi energi, pencegahan polusi udara, manajemen keselamatan, dan kontrol kualitas.
Berikut ini daftar contoh aplikasi utama dengan metode pengukuran :
Zirconia Oxygen Analyzer : Concentration cell system
Paket kontrol pembakaran boiler, berbahan bakar gas
Kontrol pembakaran boiler pembangkit listrik, berbahan bakar gas
Kontrol pembakaran boiler batu bara bubuk
Kontrol pembakaran kompor panas untuk pembuatan baja
Kontrol gas buang pemanas dan pembakaran dari oven kokas untuk pembuatan baja
Kontrol konsentrasi oksigen rendah untuk pemanasan ulang dan tungku perendaman untuk pembuatan baja
Deteksi kebocoran udara tungku sintering untuk pembuatan baja
Kontrol pembakaran kiln kapur
Kontrol pembakaran kiln semen
Kontrol pembakaran tungku pemanas untuk kilang minyak & industri petrokimia
Tungku perengkahan naphtha
Kontrol pembakaran insinerator
Pengukuran konsentrasi oksigen di fasilitas pengayaan oksigen
Pengukuran konsentrasi oksigen gas buang dari peralatan proses lumpur aktif
Zirconia Oxygen Analyzer : Limiting Current type
Kontrol konsentrasi oksigen dari tungku reflow N2
Kontrol atmosfer peralatan manufaktur semikonduktor
N2 dan kontrol kemurnian udara untuk pemisah udara
Pencegahan kekurangan oksigen
Kontrol konsentrasi oksigen dari kotak sarung tangan untuk penelitian dan pengembangan dan pemesinan suku cadang
Kontrol konsentrasi oksigen dari ruang bersih eksperimental untuk lingkungan, fermentasi, biokimia, dll.
Pengukuran aliran gas secara terus menerus selama pengemasan makanan
Paramagnetic System Oxygen Analyzer
Kontrol konsentrasi oksigen rendah dari pabrik CDQ untuk pembuatan baja
Kontrol konsentrasi oksigen dari gas yang mengandung gas yang mudah terbakar
Kontrol keamanan (pencegahan ledakan) di berbagai pabrik
Pengukuran konsentrasi oksigen jejak dalam berbagai proses manufaktur
Kontrol kualitas gas kota
Galvanic Cell System Oxygen Analyzer
Pencegahan kekurangan oksigen
Paket kontrol pembakaran boiler, berbahan bakar gas
Tunable Diode Laser Analyzer(TDLS)
Kontrol pembakaran tungku pemanas
Kontrol pembakaran insinerator
Pengendalian proses
Kesimpulan
Prinsip Kerja Oxygen Analyzer dibagi menjadi beberapa metode pengukuran yang dimana metode pengukuran dari Oxygen Analyzer, yang dapat diklasifikasikan ke dalam beberapa kategori seperti Zirconia type measurement system, Paramagnetic type, Optical type, Electrochemical type. Karena masing-masing metode pengukuran memiliki kelebihan serta kekurangan, penting untuk memilih Oxygen Analyzer dari metode yang sesuai untuk aplikasi dan penggunaan.