Dalam ekosistem, oksigen memegang peranan penting bagi kelangsungan hidup manusia. Bagi makhluk hidup air, oksigen dalam bentuk terlarut sangat diperlukan untuk kelangsungan lingkungannya. Oksigen terlarut (DO) juga memiliki peran besar di berbagai industri. Misalnya, DO sangat dibutuhkan dalam instalasi pengolahan air limbah (IPAL) selama proses pencernaan aerobik. Selain itu, kadar DO juga dipantau secara terus-menerus di pembangkit listrik tenaga uap untuk mencegah korosi pada peralatan. Oleh karena itu, memantau parameter penting ini sangat krusial, dan untuk itu sensor oksigen terlarut banyak digunakan sebagai alat ukur yang andal.

Penggunaan Sensor Oksigen Terlarut

Sensor oksigen terlarut digunakan secara luas di berbagai industri, seperti pemantauan lingkungan, IPAL, industri farmasi dan proses, akuakultur, laboratorium, dan lainnya. Sensor ini mengukur kadar oksigen dalam air melalui dua metode utama: pengukuran optik (luminesensi) dan metode elektrokimia (reaksi kimia pada elektroda). Untuk penggunaan yang efektif, sensor ini harus ditangani dengan hati-hati, serta perlu dikalibrasi dan dirawat sesuai prosedur yang benar.

Sensor Oksigen Terlarut

Memahami Oksigen Terlarut (DO)

Apa Itu Oksigen Terlarut?

Oksigen terlarut adalah jumlah oksigen yang larut dalam satu satuan air. Oksigen bisa masuk ke dalam air melalui tiga cara:

  • Fotosintesis oleh tanaman air: Tanaman melepaskan oksigen sebagai produk samping saat menyerap karbon dioksida dengan bantuan cahaya matahari.

  • Aerasi: Proses meningkatnya kandungan oksigen dalam air akibat gerakan turbulen.

  • Difusi: Perpindahan oksigen dari udara ke air saat konsentrasi oksigen di air lebih rendah dibanding udara (udara mengandung 21% oksigen).

Pentingnya Memantau Oksigen Terlarut

Seperti manusia yang bisa kolaps akibat kekurangan oksigen, makhluk hidup air juga bisa mati jika kadar DO tidak memadai. Kadar DO yang cukup dibutuhkan untuk pertumbuhan dan kelangsungan hidup organisme. DO yang rendah menunjukkan adanya pencemaran dan pertumbuhan alga, sedangkan DO yang terlalu tinggi bisa menyebabkan penyakit gelembung gas pada ikan. Dalam proses industri seperti IPAL, DO memungkinkan pertumbuhan bakteri aerobik yang membantu menguraikan limbah organik.

Satuan Pengukuran Oksigen Terlarut

Satuan digunakan untuk membandingkan dan menganalisis data. DO biasanya diukur dalam:

  • mg/L (miligram per liter)

  • ppm (part per million)

  • % saturasi

1 mg/L = 1 ppm pada suhu dan tekanan standar. % saturasi mengacu pada perbandingan antara jumlah oksigen yang ada dalam air dan jumlah maksimum yang bisa larut pada suhu dan tekanan tertentu.

Apa Itu Sensor Oksigen Terlarut?

Definisi dan Tujuan Sensor DO

Sensor DO adalah alat yang digunakan untuk mengukur kadar oksigen dalam air, sebagai indikator utama kualitas air. Sensor ini penting dalam proses industri dan pemantauan lingkungan untuk memastikan kondisi tetap aman dan proses berjalan dengan baik.

Jenis-Jenis Sensor DO

Ada dua jenis utama:

Sensor Elektrokimia

  • Galvanik: Tidak butuh arus eksternal, cepat merespons, cocok untuk lapangan.

  • Polarografik: Butuh arus eksternal, akurat, cocok untuk laboratorium.

Sensor Optik

  • Menggunakan cahaya (fluoresensi). Makin tinggi kadar oksigen, makin rendah intensitas cahaya yang dipancarkan. Sensor ini mahal tapi minim perawatan dan stabil jangka panjang.

Komponen Utama Sensor DO

  • Housing: Pelindung sensor (biasanya stainless steel)

  • Elemen Sensor: Bagian utama yang bereaksi dengan oksigen

  • Membran: Khusus sensor elektrokimia, menyaring kontaminan

  • Elektrolit: Untuk sensor elektrokimia, sebagai medium konduktif

  • Optical Window: Pada sensor optik, memfokuskan cahaya

  • Sensor Suhu: Kompensasi suhu karena DO tergantung suhu air

Cara Kerja Sensor Elektrokimia

Prinsip Umum

Reaksi redoks terjadi saat sensor menyentuh air. Oksidasi terjadi di anoda, dan reduksi di katoda. Arus listrik yang dihasilkan sebanding dengan konsentrasi DO.

Sensor Polarografik

  • Diberi tegangan 0.6–0.8 volt.

  • Katoda: emas/platinum; Anoda: perak

  • Reaksi:

    • Anoda: Ag → Ag⁺ + e⁻

    • Katoda: O₂ + 4H⁺ + 4e⁻ → 2H₂O

Sensor Galvanik

  • Tidak butuh arus eksternal, menghasilkan tegangan sendiri.

  • Katoda: emas/perak; Anoda: timbal/seng

  • Cocok untuk pemakaian di lapangan, tanpa sumber daya eksternal.

Peran Elektrolit

  • Elektrolit memungkinkan arus mengalir dan reaksi terus berlangsung.

  • Tanpa elektrolit, reaksi redoks tidak akan terjadi.

Cara Kerja Sensor Optik

Prinsip Umum

  • Sensor ini menggunakan quenching fluorescence.

  • Oksigen meredam cahaya yang dipancarkan oleh lapisan sensor setelah dirangsang oleh cahaya dari LED.

Elemen Sensor Fluoresen

  • Pewarna fluoresen menyerap cahaya (biasanya biru/ungu) dan memancarkan cahaya (merah/hijau).

  • Semakin banyak oksigen → semakin banyak cahaya yang diredam → intensitas menurun.

Sistem Pengukuran Optik

  • Komponen: LED, pewarna fluoresen, fotodetektor.

  • Dua metode pengukuran:

    • Intensitas cahaya (intensitas rendah = DO tinggi)

    • Fluorescence lifetime (waktu tunda antara penyinaran dan emisi)

Cara Menggunakan Sensor Oksigen Terlarut

Kalibrasi Sensor

  • Seperti check-up untuk manusia, kalibrasi memastikan keakuratan sensor.

  • Dua metode umum:

    • Kalibrasi Udara: Sensor terkena udara jenuh oksigen.

    • Kalibrasi Nol Oksigen: Sensor direndam dalam larutan tanpa oksigen (biasanya natrium sulfit).

Instalasi dan Perendaman Sensor

  • Sensor harus dipasang dengan benar, hindari gelembung udara dan serpihan.

  • Untuk sensor elektrokimia, aliran air sangat penting agar hasil akurat.

Membaca dan Menafsirkan Hasil

  • Hasil ditampilkan dalam mg/L atau ppm.

  • DO menurun seiring meningkatnya suhu dan salinitas.

  • Gunakan sensor dengan kompensasi suhu untuk hasil akurat.

Faktor yang Mempengaruhi Pengukuran DO

Sebelum menyimpulkan sensor rusak, periksa faktor-faktor ini:

  • Suhu: DO menurun saat suhu naik.

  • Salinitas: Air asin menurunkan kelarutan oksigen.

  • Tekanan: Memengaruhi % saturasi.

  • Fouling pada membran/jendela optik: Bersihkan secara berkala.

  • Laju aliran: Khusus untuk sensor elektrokimia, perlu aliran minimal.

Kesimpulan

Ingin mengukur kualitas air? Salah satu parameter utamanya adalah oksigen terlarut. Sensor DO tersedia dalam tipe elektrokimia (polarografik dan galvanik) serta optik, dan digunakan luas di IPAL, industri akuakultur, laboratorium, hingga pemantauan lingkungan.

Namun, sensor DO memerlukan kalibrasi dan perawatan rutin. Memahami cara kerja sensor serta faktor-faktor yang mempengaruhi hasil sangat penting untuk interpretasi data yang akurat dan pengambilan keputusan yang tepat.

Catatan akhir: Keandalan sensor sangat bergantung pada pengguna. Dengan pengetahuan dan kesadaran, sensor DO dapat membantu industri dan instansi lingkungan dalam menjaga kelestarian dan efektivitas proses.

Pertanyaan yang Sering Diajukan (FAQ)

Apakah sensor DO bisa digunakan di air tawar dan air asin?
Bisa. Tapi salinitas air asin harus diperhitungkan karena memengaruhi kelarutan oksigen.

Berapa umur sensor oksigen terlarut?
Sensor optik: 2–5 tahun.
Sensor elektrokimia: 1–2 tahun, tergantung perawatan dan lingkungan.

Kapan membran sensor DO harus diganti?
Untuk sensor elektrokimia, biasanya setiap 3–6 bulan, terutama jika respons melambat atau terlihat kotor.

Apakah sensor DO bisa digunakan di instalasi pengolahan air limbah?
Ya. Sensor DO sangat penting dalam proses aerasi untuk mendukung pertumbuhan bakteri aerobik.

PT Global Intan Teknindo sebagai perusahaan yang bergerak di bidang monitoring system, kami melayani segala kebutuhan instrumentasi geoteknik yang anda butuhkan termasuk Alat Ukur Sensor Suhu Rika Sensor. Mulai dari penjualan, jasa pemasangan, hingga jasa pengamatan. Jika Anda tertarik untuk membeli Rika Sensor RK500-04 atau ingin berkonsultasi mengenai solusi pemantauan lingkungan lainnya, anda dapat hubungi kami di :

PT. Global Intan Teknindo