Translate

Selasa, 31 Maret 2015

SENSOR KIMIA



Sensor ini digunakan untuk menganalisa keadaan ataupun adanya kadar suatu zat kimia
Sensor ini termasuk non-essensial ( bukan sensor dasar). Sensor ini diklasifikasikan berdasarkan cara deteksinya :
A. Direct Sensor
yaitu sensor yang bekerja berdasarkan reaksi kimia yang menhasilkan besaran elektrik seperti resistansi, tegangan, arus atau kapasitas ( tidak ada proses tranduser)
contoh direct sensor
1. Metal Oxide Chemical Sensor
Contoh sensor ini yaitu Tin Dioxide SnO2, sensor ini digunakan untuk mendeteksi gas seperti Methyl Mercaption (CH3SH) dan Ethyl Alcohol (C2H5OH).

Prinsip kerjanya :

Pada saat SnO2 menerima konsentrasi Methyl Mercaption (CH3SH) dan Ethyl Alcohol (C2H5OH) maka SnO2 akan memanas, oksigen dihisap oleh permukaan kristal pada SnO2 maka aliran electron pada SnO2 akan terhalangi, sebaliknya jika konsentrasi Methyl Mercaption (CH3SH) dan Ethyl Alcohol (C2H5OH) maka permukaan kristal berkurang kadar oksigen, aliran electron yang terhalang dapat mengalir dan konduktivitas SnO2 meningkat. Resistansi SnO2 dapat dihitung :


Rs = tahanan sensor
A = Constat spesifik bahan sensor
C = gas konsentrasi
α  = karateristik kemiringan Rs terhdap material gas

SnO2 bekerja dengan menggunakan rangkaian lain seperti gambar a, dan gambar b menggambarakn reaksi Rs terhadap konsentrasi gas.

2. ChemFET
ChemFET adalah sebuah field effect taransistor kimia. Sensor ini mendeteksi H2 di udara, O2 didarah, dan beberapa gas yang digunakan dalam militer seperti NH3, CO2, dan explosive gas.

Pada sensor ini memiliki beberapa part penting p-type silicon pada body (lihat gbr Si) dan n-type silicon pada FET-surce dan FET-drain (lihat FET source-drain), dan ketiga part tadi dilapisi silicon dioxide (lihat oxide FET gate), kemudian diaasnya yaitu hydrogel (Ag/AgCl) dan yang apling atas adalah selective membrane (polyvinyl chloride –PVC atau polyurethane, silicone rubber, polystyrene)
cara kerja :
operasi pada ChemFET membutukan tegangan agar silicon dan gate elektroda dapat bekerja, Pada saat cairan yang dianalisa memilki konsentrasi bahan H2/O2 atau yang lainnya maka electron pada permukaan semikonduktor akan membentuk jalan konduksi antara souce-drain, jadi ChemFET bekerja seperti tahanan-konduktansi, konduktansi inilah yangdapat diukur pada op-amp (diferensiator)

B. Complex sensor
Yaitu sensor yang tidak secara lansung menghasilkan besaran elektrik melainkan dibutuhkan bantuan tranduser lain pada sensornya unutk menhasilkan besaran elektrik. 
  Contoh Complex sensor adalah Biochemical sensor

Sensor ini adalh klas specila dari sensor kimia, sensor ini digunakan untuk mendeteksi organisme, sel, organel, enzim, receptor, antibodi, dan lainnya. Contoh disini yaitu bichemical sensor untuk mendeteksi enzim



Cara kerja biochemical sensor
Elemen sensor disini biasanya digunakan bioreactor untuk mendeteksi dan memberikan respon biosensor, kemudian akan dianalisa secara difusi, reaksi dari bireactor, koreaktans, interfering species dan kinetiknya


ANEMOMETER

ANEMOMETER

Anemometer adalah untuk mengukur kecepatan angin.
   Prinsip Kerja Anemometer
a.   Angin memberikan tekanan yang kuat pada bagian baling-baling yang berbentuk cekung (mangkuk).
b.     Bagian yang cekung yang terkena tekanan angina akan berputar ke satu arah.
c.     Poros yang berputar dihubungkan dengan dynamo kecil.
d.  Bila baling-baling berputar maka terjadi arus listrik yang besarnya sebanding dengan kecepatan putaran.
e.    Besarnya arus listrik dihubungkan dengan galvanometer dengan satuan kecepatan dalam knots, m/s, km/jamdan beaufort. Sehingga dapat mengukur kecepatan angin.
.   Tipe Anemometer
a.       Anemometer dengan tiga atau empat mangkok
Anemometer tiga mangkuk
Anemometer empat mangkuk
     Sensornya terdapat pada tiga atau empat buah mangkok yang dipasang pada jari-jari yang berpusat pada suatu sumbu vertikal. Seluruh mangkok menghadap ke satu arah melingkar sehingga bila angin bertiup maka motor akan berputar pada arah tetap. Kecepatan putar dari motor tergantung kepada kecepatan tiupan angin. Melalui suatu sistem mekanik roda gigi, perputaran motor mengatur sistem akumulasi angka penunjuk jarak tiupan angin.
b.      Anemometer tipe “cup counter” 
Anemometer Counter
Hanya dapat mengukur rata-rata kecepatan angin selama suatu periode pengamatan. Dengan alat ini penambahan nilai yang dapat dibaca dari satu pengamatan ke pengamatan berikutnya, menyatakan akumulasi jarak tempuh angin selama waktu dari kedua pengamatan tersebut, sehingga kecepatan anginnya adalah sama dengan akumulasi jarak tempuh tersebut dibagi lama selang waktu pengamatannya.
Jenis anemometer menurut besarnya kecepatan angin
a.       Anemometer piala
Anemometer piala diciptakan pada tahun 1846 oleh peneliti Irlandia, John Thomas Romney Robinson dan terdiri dari empat cangkir hemispherical. Cangkir diputar horizontal dengan angin dan kombinasi roda mencatat jumlah revolusi pada waktu tertentu. Ingin membangun sendiri anemometer piala.
b.      Anemometer sonic
Sebuah anemometer sonik menentukan kecepatan dan arah angin sesaat (turbulensi) dengan mengukur berapa banyak gelombang suara perjalanan antara sepasang transduser yang dipercepat atau diperlambat oleh pengaruh angin. The anemometer sonik ditemukan oleh ahli geologi Dr Andreas Pflitsch pada tahun 1994.
c.       Anemometer kincir angin
Bentuk-bentuk lain dari alat pengukur jurusan angin kecepatan mekanis dapat digambarkan sebagai milik kincir anginatau baling-baling jenis alat pengukur jurusan angin. Dalam alat pengukur jurusan angin Robinson sumbu rotasi adalah vertikal, tetapi dengan pembagian seperti ini sumbu rotasi harus sejajar dengan arah angin dan karena itu horisontal. Selanjutnya, karena angin bervariasi dalam arah dan sumbu telah untuk mengikuti perubahan, sebuah angin baling-balingatau beberapa penemuan lain untuk memenuhi tujuan yang sama harus digunakan. Sebuah menggabungkan aerovane baling-baling dan ekor pada sumbu yang sama untuk memperoleh akurat dan tepat kecepatan dan arah angin pengukuran dari instrumen yang sama. Dalam kasus-kasus di mana arah gerakan udara selalu sama, seperti dalam berkas-berkas ventilasi tambang dan bangunan misalnya, angin baling-baling, yang dikenal sebagai meter udara bekerja, dan memberikan hasil yang paling memuaskan.
d.      Anemometer laser Doppler
Anemometer Doppler Laser menggunakan berkas cahaya dari laseryang dibagi menjadi dua berkas, dengan satu disebarkan keluar dari alat pengukur jurusan angin. Partikulat (atau sengaja memperkenalkan bahan biji) mengalir bersama dengan molekul udara di dekat tempat keluar balok mencerminkan, atau backscatter, cahaya kembali ke detektor, di mana ia diukur relatif terhadap sinar laser asli. Ketika partikel berada dalam gerakan besar, mereka menghasilkan pergeseran Doppleruntuk mengukur kecepatan angin di sinar laser, yang digunakan untuk menghitung kecepatan dari partikel-partikel, dan oleh karena itu udara di sekitar alat pengukur jurusan angin.
e.       Anemometer bola pingpong
Alat pengukur jurusan angin yang umum digunakan adalah dasar dibangun dari bola pingpongterikat pada sebuah string. Ketika angin bertiup secara horizontal, itu menekan dan menggerakkan bola; karena bola ping-pong yang sangat ringan, mereka bergerak dengan mudah dalam terang angin. Mengukur sudut antara tali-bola aparat dan garis normalke tanah memberikan perkiraan kecepatan angin.
f.       Anemometer hot-wire
Anemometer hot-wire menggunakan kawat yang sangat kecil dialiri panas hingga suhu di atas temperatur Ambient. Bila ada udara atau angin yang mengalir melewati kawat maka akan terjadi efek pendinginan pada kawat, perubahan temperatur dari kawat sebagai indikasi perubahan dari kecepatan angin yang diukur.