SENSOR KIMIA

Sensor  ini didesign dan digunakan untuk menganalissa keadaan ataupun adanya kadar suatu zat kimia. Sensor ini termasuk non-essensial ( bukan sensor dasar). 

A. Klasifikasi sensor kimia

Sensor ini diklasifikasikan berdasarkan cara deteksinya :

     
1. 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 

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

Resistansi SnO2 dapat dihitung :

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

 2. 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 

           a. 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

3. 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)

Prinsip 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)

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Sensor kimia adalah sensor yang mendeteksi jumlah suatu zat kimia dengan cara mengubah besaran kimi menjadi besaran listrik. Biasanya ini melibatkan beberapa reaksi kimia. Yang termasuk kedalam jenis sensor kimia yaitu : 

•  Sensor PH
• Sensor Gas
• Sensor oksigen
• Sensor Ledakan

A. SENSOR PH

   

Prinsip kerja utama pH meter adalah terletak pada sensor probe berupa elektrode kaca (glass electrode) dengan jalan mengukur jumlah ion H₃O⁺ di dalam larutan. Ujung elektrode kaca adalah lapisan kaca setebal 0,1 mm yang berbentuk bulat (bulb). Bulb ini dipasangkan dengan silinder kaca non-konduktor atau plastik memanjang, yang selanjutnya diisi dengan larutan HCl (0,1 mol/dm³). Di dalam larutan HCl, terendam sebuah kawat elektrode panjang berbahan perak yang pada permukaannya terbentuk senyawa setimbang AgCl. Konstannya jumlah larutan HCl pada sistem ini membuat elektrode Ag/AgCl memiliki nilai potensial stabil.

B. SENSOR GAS

     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.

C. SENSOR OKSIGEN

     Sensor oksigen (atau sensor lambda) adalah perangkat elektronik yang mengukur proporsi oksigen (O2) dalam gas atau cairan yang dianalisis. Aplikasi yang paling umum adalah untuk mengukur konsentrasi gas buang oksigen untuk mesin pembakaran internal dalam mobil dan kendaraan lainnya. Divers juga menggunakan sebuah perangkat yang mirip untuk mengukur tekanan parsial oksigen dalam gas pernapasan mereka. Para ilmuwan menggunakan sensor oksigen untuk mengukur respirasi atau produksi oksigen dan menggunakan pendekatan yang berbeda. Sensor oksigen yang digunakan dalam analisis oksigen yang menemukan banyak digunakan dalam aplikasi medis seperti monitor anestesi, respirator dan konsentrator oksigen. Sensor oksigen juga digunakan dalam sistem pencegahan kebakaran udara hipoksia untuk memantau terus menerus konsentrasi oksigen dalam volume yang dilindungi.

Ada banyak cara yang berbeda untuk mengukur oksigen dan ini termasuk teknologi seperti zirkonia, elektrokimia (juga dikenal sebagai galvanic), metode laser inframerah, ultrasonik dan sangat baru-baru ini. Setiap metode memiliki kelebihan dan kekurangan tersendiri.

D. SENSOR LEDAKAN

     Knock sensor adalah sebuah sensor yang dipasangkan dikepala silinder,dapat bekerja dikarenakan oleh sebuah ketukan/ledakan dari sebuah mesin dari pra ledakan campuran udara dan bahan bakar. Merupakan suatu sensor yg mendeteksi ketukan-ketukan mesin dan mengirim sinyal ke ECM atau mendeteksi pembakaran yang tidak normal. Sensor ketukan menghasilkan satu tegangan listrik ketika getaran diterapkan ke mereka ,memanfaatkan efek piezoelektrik yang menghasilkan tegangan listrik sebanding ke pemecutan sehubungan dengan getaran tersebut. Sebagai bagian depan api bergerak keluar dari busi pengapian gelombang titik tekanan, dalam kecelakaan ruang ke piston rendah, terlalu panas, atau lebih dari waktu maju. Kadang-kadang dapat disebabkan oleh deposit karbon panas pada piston atau kepala silinder yang meningkatkan kompresi. Efek piezoelektrik ditemukan oleh Pierre dan Jacque Curie di akhir abad 19 . Prinsip mulai digunakan dalam industri penginderaan aplikasi dalam tahun 1950-an. Elemen piezoelectric menghasilkan tegangan ketika tekanan atau getaran diterapkan kepada mereka. Bahan keramik dan kristal tunggal.

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Sumber :
- http://id.wikipedia.org/wiki/sensor 
 
Refrensi :
-  Febriyanto,Sonny. 2009. Sensor Kimia
- Fraden, Jacob. 2003. Modern Sensor. San Diego: Advance Monitor Corporation