Perbedaan Sensor DO Optik dan Sensor DO Elektrokimia

Sensor DO Optik

Sensor oksigen terlarut optik mengukur bagaimana oksigen dan pewarna luminescent berinteraksi dengan adanya cahaya biru. Cahaya merangsang pewarna, menyebabkan pewarna memancarkan cahaya. Namun, molekul oksigen berinteraksi dengan pewarna ketika ada DO, yang mengubah atau membatasi panjang gelombang cahaya yang dipancarkan.

Ada hubungan terbalik antara efek yang diukur dengan cara ini dan tekanan oksigen terlarut parsial. Lebih tepatnya, dinyatakan dengan persamaan Stern-Volmer, konsentrasi DO, diukur dengan tekanan parsial, berbanding terbalik dengan masa pendaran.

Empat elemen terdiri dari sensor oksigen terlarut optik: dioda pemancar cahaya biru (LED), elemen penginderaan, membran semi-permeabel, dan fotodetektor. Pewarna luminescent biasanya tidak bergerak dalam xerogel, sol-gel atau matriks lain dalam elemen penginderaan. Beberapa Sensor juga memiliki LED merah sehingga dapat memastikan akurasi dengan referensi lampu merah yang hanya dipantulkan pewarna.

Jumlah oksigen terlarut yang ada dalam sampel mengontrol masa pakai dan intensitas pendaran pewarna ketika ada cahaya biru. Oksigen berinteraksi dengan pewarna saat menembus membran, sehingga membatasi masa pakai dan intensitas pendaran pewarna. Fotodetektor kemudian mengukur masa hidup atau intensitas pendaran yang kembali, yang selanjutnya digunakan untuk menentukan konsentrasi oksigen terlarut.

Ada kelebihan dan kekurangan menggunakan sensor DO optik. Di satu sisi, sensor oksigen terlarut optik seringkali memberikan akurasi lebih dibandingkan sensor elektrokimia, terutama pada konsentrasi yang sangat rendah. Sensor DO optik juga tidak terpengaruh oleh gas yang dapat melewati membran sensor DO elektrokimia.

Selain itu, karena persyaratan perawatannya yang minimal, sensor oksigen terlarut optik sangat cocok untuk program pemantauan jangka panjang. Mereka menunjukkan sedikit penyimpangan kalibrasi dan melakukan kalibrasi selama beberapa bulan. Mereka juga dapat melakukan pengukuran tanpa adanya pengadukan atau waktu untuk pemanasan. Penggantian membran sensor juga lebih jarang terjadi pada sensor optik.

Di sisi lain, dibutuhkan lebih banyak daya untuk menjalankan sensor oksigen terlarut optik, dan umumnya memerlukan waktu dua hingga empat kali lebih lama untuk memberikan hasil dibandingkan sensor elektrokimia. Suhu juga mempunyai dampak yang signifikan pada sensor-sensor ini, karena masa pakai dan intensitas pendaran bergantung padanya. Namun, sebagian besar sensor DO optik menggunakan termistor yang secara otomatis menyesuaikan suhu dan mengoreksi data.

Intinya: untuk proyek pemantauan jangka panjang dengan sumber listrik yang andal, terutama di daerah terpencil yang sulit diservis, sensor oksigen terlarut optik sering kali merupakan pilihan terbaik.

Sensor DO Elektrokimia

Sensor oksigen terlarut elektrokimia hadir dalam dua jenis dasar: polarografik dan galvanik. Kedua jenis tersebut mencakup larutan elektrolit yang mengandung katoda dan anoda—dua elektroda terpolarisasi. Membran tipis semipermeabel memisahkan larutan yang mengandung elektroda dan sampel.

Tergantung pada seberapa tinggi tekanan oksigen dalam air, oksigen terlarut bergerak melewati membran dengan kecepatan yang proporsional. Ketika mencapai katoda, oksigen kemudian dikonsumsi, menciptakan arus listrik yang berhubungan langsung dengan konsentrasi oksigen. Akhirnya, arus mencapai anoda, dengan kecepatan yang sebanding dengan tekanan parsial oksigen sampel.

Sensor elektrokimia bisa jadi rumit di air tenang atau di laboratorium LAKUKAN sensor harus diaduk dalam larutan untuk menghindari pengukuran DO yang rendah secara artifisial dalam skenario tanpa aliran. Untuk menghindari masalah ini, cukup aduk sensor DO elektrokimia dalam sampel hingga tingkat DO berhenti meningkat.

Sensor DO Polarografik

Sensor oksigen terlarut polarografik dapat berupa sensor denyut cepat atau sensor keadaan tunak. Sensor oksigen terlarut polarografi pulsa cepat bekerja mirip dengan sensor DO polarografi kondisi tunak, dan keduanya memiliki elektroda dan proses yang sama. Namun, sensor oksigen terlarut polarografik pulsa cepat menyala dan mati setiap beberapa detik, mengurangi ketergantungan aliran, dan menghilangkan kebutuhan untuk mengaduk sampel.

Kedua jenis sensor DO polarografik ini terdiri dari katoda yang terbuat dari logam dalam kategori “mulia” seperti platina atau emas, dan anoda perak, keduanya dalam larutan kalium klorida. Selain itu, cara kerjanya mirip dengan fungsi sensor elektrokimia lainnya.

Sensor DO polarografik memiliki kelebihan dan kekurangan. Keuntungannya antara lain sangat hemat biaya, dan menawarkan waktu respons yang cepat begitu digunakan. Dari segi kekurangannya, sensor jenis ini memerlukan waktu pemanasan sebelum dapat memberikan pembacaan—biasanya dari lima hingga 60 menit. Mereka juga memerlukan perawatan yang sering, terutama karena lapisan anoda dapat teroksidasi sehingga menurunkan kinerjanya.

Intinya: untuk proyek dengan anggaran terbatas yang memerlukan waktu respons di mana waktu pemanasan tersedia, ini adalah jenis sensor terbaik.