polimer

SENSOR GAS

A. DASAR TEORI

Sensor gas adalah sensor yang befungsi untuk mengukur senyawa gas polutan yang ada di udara,seperti karbonmonoksida, hidrokarbon, nitrooksida, dan lain-lain. Sudah semakin banyak dipasaran telah beredar pengindra ga semikonduktor. Tentunya dibedakan oleh sensitivitas sensor tersebut, semakin mahal maka sensitivitas semakin bagus. Pengindra gas tersebut bekerja dengan semakin tinggi konsentrasi gas maka resistansinya semakin rendah. Banyak sekali type sensor gas yang digunakan dan tersedia dipasaran, seperti sensor gas untuk mendeteksi gas LPG yaitu type TGS 2610 dan sensor gas untuk mendeteksi asap rokok yaitu type AF 30. Pada pembahsan ini yang di bahas adalah Sensor Gas Type AF 30.

Sensor AF 30 adalah sensor yang dapat mendeteksi asap rokok. Jenis sensor asap secara umum dibagi menjadi 3 macam yaitu ionization smoke detector, photoelectric smoke detector, dan air-sampling smoke detector. Perbedaan dari ketiga jenis smoke detector tersebut hanyalah pada metode deteksinya.

B. PRINSIP KERJA

Pada dasarnya prinsip kerja dari sensor tersebut adalah mendeteksi keberadaan gas-gas yang dianggap mewakili asap rokok, yaitu gas Hydrogen dan Ethanol. Sensor AF-30 mempunyai tingkat sensitifitas yang tinggi terhadap dua jenis gas tersebut. Jika sensor tersebut mendeteksi keberadaan gas-gas tersebut diudara dengan tingkat konsentrasi tertentu, maka sensor akan menganggap terdapat asap rokok di udara. Ketika sensor mendeteksi keberadaan gas-gas tersebut maka resistansi elektrik sensor akan turun. Dengan memanfaatkan prinsip kerja dsri sensor AF 30 ini, maka dapat mendeteksi adanya asap di suatu ruangan. Sensor ini dapat mendeteksi secara akurat gas dengan merasakan unsure yang terkena untuk satu sisi suatu keramik substrate. Didalamnya mempunyai sejumlah suatu penyerap keramik untuk perlindungan melawan terhadap debu atau gas yang tidak diketahui.

Heater pada sensor ini berfungsi sebagai pemicu sensor untuk dapat mendeteksi target gas ang diharapkan setelah di beri tegangan 5V. Sehingga dua element logam (2 dan 4) akan bekerja. Dan di antara dua element logam tersebut, terdapat ruang yang jarakya telah ditentukan. Apabila ada sensor mendeteksi gas, maka kerapatan ruang yang terdapat antara logam 2 dan 4 akan membesar / mengecil. Saat tahanan semakin kecil, maka arus akan mengalir dari 2 ke 4 sehinga output tegangan sensor akan besar.

Gambar 1. Grafik tingkat sensitifitas sensor AF-30 terhadap gas

Dari grafik pada gambar diatas dapat dilihat bahwa dengan mengukur perbandingan antara resistansi sensor pada saat terdapat gas dan resistansi sensor pada udara bersih atau tidak mengandung gas tersebut (Rgas/Rair), dapat diketahui kadar gas tersebut. Sebagai contoh jika resistansi sensor (RS) pada saat terdapat gas Hydrogen adalah 1KW  maka resistansi sensor (RS) pada saat udara bersih adalah 10KW.

Rgas/Rair=1000ohm/10000ohm=0,1

Dari perhitungan diatas serta menurut grafik pada gambar 1, jika Rgas/Rair=0.1 maka konsentrasi gas Hydrogen pada udara adalah sekitar 100ppm. Untuk mengetahui besarnya resistansi sensor (RS) saat udara bersih dapat dihitung menggunakan

Sebagai contoh jika Vout pada saat udara bersih adalah 2,8V dan RL yang  digunakan adalah 10KW, maka dengan rumus diatas diperoleh RS saat udara bersih (Rair) adalah 7857,14W atau 7857W. Dari hasil perhitungan diatas diperoleh RL=10KW, RS saat udara bersih (Rair) adalah 7857W dengan Vout saat. udara bersih =2,8V.

Dengan melihat grafik gambar 1 dan hasil perhitungan diatas, maka nilai Vout untuk tiap-tiap nilai perbandingan Rgas/Rair dapat diketahui sehingga tingkat konsentrasi dari gas tersebut juga diketahui pula. Misalnya untuk gas Hydrogen dengan tingkat konsentrasi 10ppm, dari grafik gambar 1 Rgas/Rair @ 0,29 maka

Rgas/Rair        @ 0,29

Rair                 = 7857W

Rgas                = Rair x (Rgas/Rair)
= 7857W x 0,29
= 2279W

Dari hasil perhitungan diatas diperoleh nilai Rgas pada saat konsentrasi gas Hydrogen 10ppm. Karena Rgas adalah sama dengan resistansi sensor (RS), maka berdasarkan nilai Rgas yang diperoleh tersebut, maka dari rumus mencari nilai RS, nilai Vout pada saat konsentrasi Hydrogen 10ppm dapat diperoleh:

Rgas    = 2279W

Vc       = 5V

RL       = 10KW

Maka, dapat dihitung dengan meggunakan
Jadi nilai Vout pada saat sensor mendeteksi nilai konsentrasi Hydrogen 10ppm adalah sebesar 4,072V.

C. KARAKTERISTIK

v  Tegangan konstan 5V

v  Sensitivitas yang tinggi

Sensor AF 30 terbuat dari bahan thick film element, lebih sedikit ketergantungan pada temperature, perlawanan getaran dan goncangan superior, rangkaian pengarah sederahan. Target gas dari sensor ini adalah gas-gas yang di anggap mewakili asap, diantaranya yaitu hydrogen dan ethanol.

D. IMPLEMENTASI

v Dapat kita jumpai di Industri  Kimia

v Smooking area

E. LATIHAN SOAL

1.      Jelaskan bagaimana cara kerja dari Sensor AF 30?

2.      Sebutkan karakteristik dari sensor AF 30!

3.      Mengapa pada sensor ini terdapat heater?

4.      Jika Vout diketahui sebesar 4,8V dan RL yang digunakan sebesar 100W. Hitunglah nilai RS saat udara bersih dan jika diketahui nilai konsentrasi gas hydrogen sebesar 100ppm,Hitunglah nilai Vout?

F. JAWABAN

1.      Pada dasarnya prinsip kerja dari sensor tersebut adalah mendeteksi keberadaan gas-gas yang dianggap mewakili asap rokok, yaitu gas Hydrogen dan Ethanol. Sensor AF-30 mempunyai tingkat sensitifitas yang tinggi terhadap dua jenis gas tersebut. Jika sensor tersebut mendeteksi keberadaan gas-gas tersebut diudara dengan tingkat konsentrasi tertentu, maka sensor akan menganggap terdapat asap rokok di udara. Ketika sensor mendeteksi keberadaan gas-gas tersebut maka resistansi elektrik sensor akan turun. Dengan memanfaatkan prinsip kerja dsri sensor AF 30 ini, maka dapat mendeteksi adanya asap di suatu ruangan. Sensor ini dapat mendeteksi secara akurat gas dengan merasakan unsure yang terkena untuk satu sisi suatu keramik substrate. Didalamnya mempunyai sejumlah suatu penyerap keramik untuk perlindungan melawan terhadap debu atau gas yang tidak diketahui.

2.      Sensor AF 30 terbuat dari bahan thick film element, lebih sedikit ketergantungan pada temperature, perlawanan getaran dan goncangan superior, rangkaian pengarah sederahan. Target gas dari sensor ini adalah gas-gas yang di anggap mewakili asap, diantaranya yaitu hydrogen dan ethanol. Tegangannya constant 5V. Sensitivitas 0.2 sampai 0.4 pada saat kondisi konsentrasi gas hydrogen 10ppm, resistasi sensor 15k sampai 35kW, konsumsi daya maksimal 535mW.

3.      Heater pada sensor ini berfungsi sebagai pemicu sensor untuk dapat mendeteksi target gas ang diharapkan setelah di beri tegangan 5V. Sehingga element logam akan bekerja. Dan di antara element logam tersebut, terdapat ruang yang jarakya telah ditentukan. Apabila ada sensor mendeteksi gas, maka kerapatan ruang yang terdapat antara logam 2 dan 4 akan membesar / mengecil. Saat tahanan semakin kecil, maka arus akan mengalir dari 2 ke 4 sehinga output tegangan sensor akan besar.

4.      Konsentrasi gas 100ppm maka Rgas/Rair = 0,1

Rgas/Rair  = 0,1

Rair           = 4,1667W

Rgas          = Rair x (Rgas/Rair)
= 4,1667W x 0,1
= 0.41667W

Vc             = 5V

RL = 100W

Maka, dapat dihitung dengan meggunakan

Home»Sensor»Sensor Gas

Sensor Gas

Advertisement

Sensor Gas merupakan sebuah alat untuk membaca keberadaan bermacam jenis gas dalam suatu tempat, biasanya sensor ini di gunakan dalam sebuah sistem keselamatan. Jenis alat sensor ini di gunakan untuk membaca kebocoran gas dan menghubungkan kepada sebuah sistem pengaturan untuk menutup segala proses yang menyebabkan atau mengalami kebocoran gas tersebut. Sensor gas juga dapat membunyikan alarm agar di ketahui oleh pangawas yang berada di sekitar kebocoran gas tersebut terjadi agar para pekerja yang berada di area tersebut dapat segera mengadakan evakuasi sehingga mencegah sesuatu hal yang lebih buruk. Alat ini sangat penting untuk menghindari kejadian-kejadian yang dapat mengancam nyawa pekerja maupun hewan atau tumbuhan yang berada di sekitar area tersebut, karena beberapa jenis gas bisa sangat membahayakan.

Sensor gas dapat membaca segala jenis gas yang mematikan, seperti gas yang mudah terbakar, gas beracun, gas yang dapat menimbulkan ledakan, dn jika adanya gejala pengurangan oksigen. Sensor ini dapat kita temui di berbagai jenis perusahaan dan tempat, seperti tambang minyak dan sebagainya, alat ini juga mungkin terdapat di stasiun pemadam kebakaran. Biasanya alat ini menggunakan batere untuk beroperasi. Alat ini mengirimkan sinyal peringatan menggunakan suara atau gambaran, seperti sinar lampu flashlight ataupun alarm yang bersuara nyaring saat terdapat konsentrasi gas yang dapat membahayakan bagi area tersebut. Saat alat ini merasakan konsentrasi gas yang membahayakan melebihi level yang telah di atur pada alat tersebut, alarm atau sinyal akan diaktifkan. Pada awalnya, detektor diproduksi untuk mendeteksi hanya satu jenis gas, tetapi alat sensor modern dapat mendeteksi beberapa gas beracun atau mudah terbakar, atau bahkan kombinasi dari kedua jenis.

Sensor gas dapat di golongkan dari cara pengerjaannya (semikonduktor, oksidasi, katalis, infrared, dan lain sebagainya). Ada dua jenis sensor gas, yaitu sensor gas portable dan sensor gas yang terpasang. Jenis sensor yang pertama merupakan alat sensor yang dapat di gunakan selagi berkeliling, yang biasanya di pasang di saku, sabuk atau topi pegawai. Jenis sensor ke dua yaitu alat sensor yang telah terpasang, biasanya alat sensor ini di pasang di dekat ruang control, dan biasanya dapat membaca lebih dari satu jenis gas yang berbahaya.

Demikian penjelasan singkat mengenai sensor gas, semoga rangkaian kali ini dapat berguna dan bermanfaat bagi anda semua. Baca juga artikel menarik lainnya, seperti Jenis-Jenis Power Supply, Cara Menghitung Resistor 4-5 Warna, Pengertian Sensor dan Sensor Panas.

Mengenal Cara Kerja Gas Detector

Info - 21 December 2013

Dalam beberapa bencana terkait industri yang terjadi dewasa ini, kebocoran gas merupakan salah satu penyebab kerugian paling parah karena sifatnya yang berbahaya bagi keselamatan manusia. Kurangnya peringatan dini dari segi kesigapan dan alat berpotensi membuat hal-hal fatal terjadi. Untuk itulah, diperlukan sebuah gas detector sebagai bagian dari sistem keamanan.

Gas detector adalah sebuah alat yang bekerja dengan cara mendeteksi berbagai gas yang ada di sekitarnya. Umumnya, alat ini digunakan di tempat yang rawan terjadi kebocoran gas, misalnya di pabrik, lokasi pertambangan, dan kilang minyak.

Dalam konteks pencegahan dampak buruk kebocoran gas, gas detector dapat berfungsi melalui dua cara. Pertama, gas detector dipasang terhubung dengan control system sehingga mesin atau alat tertentu langsung berhenti berfungsi secara otomatis sesaat setelah gas detector mendeteksi terjadinya kebocoran gas. Kedua, gas detector dapat pula memberikan tanda peringatan berupa bunyi alarm atau lampu yang menyala pada saat kebocoran gas terjadi sehingga orang yang berada di area tersebut mendapatkan peringatan untuk segera menyelamatkan diri.

Gas detector sangatlah penting karena banyak gas kimia beracun yang mungkin menyatu dengan udara dan membahayakan keselamatan manusia, terlebih di tempat yang terekspos bahan-bahan kimia. Gas detector dapat digunakan untuk mendeteksi sekurang-kurangnya tiga hal: gas yang mudah menyulut api, gas beracun, dan penipisan oksigen.

Alat ini mendapatkan daya dari listrik dan ada pula yang menggunakan batere. Cara kerjanya sederhana. Pertama, ketika detector mengukur konsentrasi gas di sebuah area, sensornya bereaksi terhadap gas kalibrasi yang akhirnya menunjuk pada skala tertentu. Tanda peringatan akan otomatis muncul ketika konsentrasi gas telah melewati batasan skala aman.

Cara menjaga ketahanan gas detector tidak terlalu sulit. Alat ini perlu dikalibrasi secara berkala untuk memastikan skalanya tetap akurat. Kalibrasi umumnya dilakukan per enam bulan atau per tahun.