Prinsip Kerja Oxygen Analyzer

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.

Baca Juga : Prinsip Kerja Penganalisis Gas Buang Inframerah

Prinsip Kerja Oxygen Analyzer tipe Zirconia

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.

Baca Juga : Perbedaan antara Compact PLC dan Modular PLC

Kelebihan Zirconia : Concentration Cell System

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.

Baca Juga : Pengertian, Keuntungan dan Kekurangan Pneumatic Actuactor

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.

Baca Juga : Pengukuran Aliran Kompensasi Suhu Tekanan

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.
• Secara umum, penggantian per tahun.

Baca Juga : Apakah Mudah Mengukur Aliran dan Volume Gas Alam?

Contoh aplikasi untuk setiap penganalisis oksigen

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.

Sumber: InstrumentationTools.com