Alat Deteksi Gas Atmosfer Berbahaya

Alat Deteksi Gas Atmosfer Berbahaya

Oleh: Muhyidin, SKM

Jenis alat deteksi gas (gas detector)

Saat ini di dunia terdapat dua jenis alat deteksi gas, yaitu single gas detection dan multi gas detection.

a. Single Gas Detection, yaitu unit alat ukur yang hanya punya kemampuan pengukuran suatu jenis gas tertentu baik dipasang tetap atau dapat dipindah.

b. Multi Gas Detection, satu unit alat ukur Gas Detektor yang mempunyai kemampuan pengukuran beberapa jenis gas yang berbeda gas tertentu, baik dipasang tetap atau dapat dipindah.

Pengukuran gas atmosfir berbahaya sangat tergantung dari kemungkinan keberadaan gas tersebut. Setiap gas memiliki karakteristik tersendiri sehingga dibutuhkan metoda deteksi yang khusus. Secara umum metoda deteksi gas atmosfir berbahaya dapat dibagi menjadi 3 alat deteksi, yaitu:

1. Deteksi gas dapat terbakar dan mudah terbakar
2. Deteksi gas beracun
3. Deteksi kekurangan oksigen

Prinsip Kerja Alat Deteksi Gas

Prinsip kerja alat deteksi gas adalah mengukur gas melalui sensor. Pengukuran gas menggunakan sensor dibagi menjadi 3 jenis sensor, yaitu:

1. Sensor elektrokimia

Sensor elektrokimia tranduser bekerja dengan prinsip sel galvanis (baterai). Molekul oksigen yang terdapat dalam gas yang akan diukur melewati membran plastik ke dalam cairan elektrolit yang ada dalam sensor yang dipisahkan untuk mengukur elektroda kedua atom Oksigen. Pada saat yang sama, elektroda mengoksidasi atom oksigen menjadi timbal oksida. Reaksi ini akan menghasilkan arus listrik yang akan diukur sebagai bagian proporsional dari tekanan parsial dari oksida.

2. Sensor butiran katalitik (Catalytic bead sensor)

Gas yang akan dimonitor akan melalui piringan logam ke sensor dimana gas atau uap yang mudah terbakar akan dibakar secara katalitik pada detektor elemen. Udara yang dibutuhkan untuk membakar diambil dari udara. Panas yang dihasilkan dari pembakaran akan memanaskan elemen detektor dimana reaksi panas ini akan merubah hambatan pada elemen detektor sebanding dengan tekanan parsial dari gas atau uap. Selain elemen detektor, sensor juga memiliki elemen kompensator. Kedua elemen adalah bagian dari “Wheatstone bridge” Konsentrasi gas diukur dari voltasi pada “Wheatstone bridge” dalam ukuruan % LEL atau % by Volume.

3. Sensor sinar infra-red

Sumber radiasi cahaya infrared ganda dan penerima ganda digunakan untuk kompensasi perubahan dalam penyelarasan, intensitas sumber cahaya dan efisiensi komponennya. Sinar yang dikeluarkan oleh sumber ganda dikeluarkan melalui pemilah cahaya (beam splitter). Sebagian sinar akan dikenakan kepada contoh dan signal rujukan dikeluarkan dan direfleksikan kembali kepada detektor pengukuran. Adanya gas yang mudah terbakar akan mengurangi intensitas sinar untuk contoh, tidak untuk sinar rujukan, perbedaan dari dua signal ini akan secara proporsional menunjukkan konsentrasi gas yang diukur.

Deteksi keberadaan gas atmosfir berbahaya dapat juga dilakukan dengan sistim Colorimetri Tabung Detektor (Detector Tube System). Prinsip dari tabung gas detektor adalah metoda analisa kering yang menerapkan reaksi kimia dan absorpsi fisika. Gas yang diserap kedalam tabung menghasilkan lapisan warna yang dihasilkan dari reaksi antara reagen dengan gas dalam tabung. Konsentrasi gas secara proposional akan menghasilkan lapisan warna yang dapat dibaca pada skala yang tertera ditabung.

(Baca juga: Potensi Bahaya di Ruang Terbatas)

Jenis deteksi gas

1. Catalytic Sensor

Prinsip kerja : gas yang akan diukur teroksidasi pada elemen katalis dan menimbulkan perubahan suhu yang sekaligus akan merubah nilai tahanan pada elemen katalis, perubahan tahan menunjukan kadar gas yang teroksidasi

Applikasi : Pengukuran gas dapat terbakar (combustible gases)

Keuntungan : Usia alat panjang

Kelemahan : Setiap gas yang berbeda memiliki respon berbeda pula, Dapat menimbulakan keracunan, Memerlukan kandungan oksigen minimal 10 % ketika pengukuran, Keterbatasan pengukuran persen kandungan gas

2. Metal Oxide Semiconductor Sensor

Prinsip Kerja : Gas yang diukur akan bereakasi dengan Metal Oxide Semiconductor (SnO2) kemudian akan timbul perubahan tahanan listriknya, perubahan tahanan diukur dan dinyatakan sebagai kandungan gas.

Applikasi : Hampir semua jenis gas yang dapat dioksidasi

Keuntungan : Harga murah

Kelemahan : Tidak selektip dalam pengukuran,Terpengaruh oleh humidity, Tidak mampu menganalisa, tapi hanya mampu menentukan ya atau tidak.

3. Non Dispersive Infrared (NDIR)

Prinsip Kerja : Gas yang diukur akan menyerap sinar infrared pada gelombang tertentu, merujuk pada perhitungan prinsip Beers Law, sehingga konsentrasi gas dapat ditentukan

Applikasi : Untuk berbagai gas organik

Keuntungan : Sangat luas penggunaanya

Kelemahan : Mahal dan mudah rusak dan sulit untuk diperbaiki

4. Photoionazation Detector (PID)

Prinsip Kerja : Sinar ultra violet mengionisasi gas yang terukur dan membangkitkan arus listrik yang sebanding dengan konsentrasi gas yang terukur

Applikasi : Mengukur senyawa organik yang mudah menguap (VOC’s)

Keuntungan : Dapat mengukur berbagai senyawa organic yang mudah menguap, dan sangat effektip bila digabungkan dengan GC (Gas Chromathography)

Kelemahan : Tidak bisa menseleksi jenis gas senyawa organik, apabila dibawah daya ionisasi lampu, Dipengaruhi oleh humidity yang tinggi, Harga lampu UV mahal

5. Electro Chemical Sensor

Prinsip Kerja : Gas yang terukur diserap pada elektroda sensor elektrokatalitik , setelah gas terukur melalui penghamburan pada media dan bereaksi secara elektrokimia yang membangkitkan arus listrik yang sebanding dengan konsentrasi gas terukur.

Applikasi : Mengukur berbagai gas : Br2, Cl2, CO, CLO2, C2H4, HCO2, H2, H2S, SO2, O2, dll

Keuntungan : Murah, Hasil pengukuran yang linear, unit alat ukur bisa dibentuk kecil

Kelemahan : Hasil data pengukuran sangat di pengaruhi oleh kecakapan teknisi dan dipengaruhi oleh suhu