CO,HC Tester & Smoke Tester

II. TEKNOLOGI PERALATAN UJI

Berdasarkan sistem kerja rangkaiannya,alat uji dapa dibedakan dalam kategori :

1. Alat uji mekanikal,

Seluruh sistem pengukuran menggunakan sistem mekanikal,tanpa adanya komponen elektrikal dan elektronik.Salah satu contoh alat uji yang termasuk kategori ini adalah alat ukur berat ( axle load ) type lama,yang masih menggunakan lengan-lengan mekanik dan pegas.

2.      Alat uji mekanikal elektrikal/elektrikal analog.

Seluruh sistem pengukuran menggunakan sistem mekanikal,elektrikal dan elektronik analog. Beberapa alat uji yang masih menggunakan sistem ini adalah brake tester. Pada brake tester type ini,motor elektrik telah digunakan sebagai  penggerak roller dan sistem elektrik/elektronik analog seperti motor sinkro,telah digunakan sebagai peninjuk hasil ukur.

3.      Alat uji mekanikal,elektrik dan elektronik digital,

Seluruh sistem pengukuran menggunakan sistem mekanikal,elektrikal dan elektronik digital. Kategori ini dapat dibedakan menjadi sub kategori lagi, yaitu :

-          Fully  digital, dimana seluruh pengolahan sinyal dan display dilakukan secara digital. Beberapa alat yang fully digital tetap menampilkan hasil ukur dalam bentuk jarum pointer, namun penggerak jarum bukan lagi motor sinkro, melainkan motor stepper.

-          Semi digital, dimana pengolahan sinyal masih secara analog, namun tampilan/display berupa digital.

Berdasarkan kemampuannya untuk diintegrasikan dengan komputer, alat uji dapat dibedakan menjadi :

1.      Stand alone ( berdiri sendiri ),

Alat uji ini tidak memiliki fasilitas untuk diintegrasikan dengan komputer, walaupun dapat mencetak hasil uji.

2.      Fully Computerized

Alat uji ini  sepenuhnya dapat diintegrasikan dengan komputer. Biasanya alat uji ini dapat dioperasikan baik secara stand alone, maupun computerized.

Prasyarat untuk dapat diintegrasikan dengan komputer adalah alat ujisetidaknya mempunyai fasilitas pencetakan menggunakan printer tambahan, baik printer serial maupun printer paralel. Atau bisa dilihat bahwa alat uji mempunyai terminal serial ( RS 232/ RS 482/ RS 485 ), yang memang disediakan untuk integrasi dengan alat luar atau komputer.

II.1. ALAT UJI GAS BUANG MESIN BENSIN

a.      Prinsip Kerja

Alat uji gas buang mesin bensin mengukur kadar gas Co, Co2, Hc dan O2 yang dihasilkan oleh mesin berbahan bakar bensin. Metode yang digunakan untuk mengukur kadar Co, Co2 dan Hc menggunakan prinsip Non Dispersive Infra Red ( NDIR ). Metode pengukuran NDIR menggunakan cahaya infra merah dengan frekwensi-frekwensi tertentu.

Banyak gas, termasuk Co, Co2, Dan Hc menyarap cahaya infra merah. Penyerapan NDIR adalah sebuah fenomena, dan sering  digunakan srbagai dasar untuk mendesain pengukuran. Makin tinggi konsentrasi gas dalam sebuah volume, maka makin banyak jumlah molekul gas dalam jalur sebuah cahaya infra merah, semakin banyak penyerapan cahaya infra merah. Sehingga, makin tinggi konsentrasi dari gas yang menyerap cahaya infra merah menyebabkan transmisi cahaya infra merah yang lebih rendah, dan ini dapat diukur.

Instrumen NDIR dapat dibedakan menjadi empat bagian :

1.  Sumber infra merah.

     Sumber cahaya infra merah akan secara aktual memproduksi  cahaya dengan pita frekwensi yang lebar dan tercakup di dalamnya pita frekwensi cahaya infra merah.

2.      Filter infra merah.

Sebuah bandpass filter optik digunakan untuk menyeleksi pita frekwensi tertentu dari cahaya infra merah. Filter optik infra merah ini dipilih sesuai dengan gas-gas yang diukur. Jumlah filter tergantung jumlah jenis gas yang diukur, sehingga untuk pengukuran Co, Co2 dan Hc, digunakan tiga filter infra merah yang terpisah.

3.      Sel Sampel.

Sampel gas yang diukur dimasukkan ke dalam sel/tabung sampel yang pada ujung-ujungnya berjendela sedemikian sehingga cahaya infra merah dapat melelui sampel gas. Tabung sampel ini mempunyai volume dan panjang yang konstan. Pada alat uji Innova 2000, Tabung sampel terbuat dari stainless stell dan pada ujung-ujungnya terdapat jendela dan lubang inlet dan outlet. Gas yang diukur dimasukkan ke dalam tabung sel melalui inlet dan keluar melalui outlet. Agar aliran gas konstan, sehingga konsentrasi molekul gas konstan, gas dialirkan dengan pompa pneumatik.

4.      Detektor infra merah.

Sebuah detektor yang sensitif terhadap panjang gelombang infra merah digunakan untuk mengubah cahaya ke dalam tegangan. Tiga detektor infra merah digunakan untuk mengubah cahaya infra merah yang ditransmisikan melalui tabung sampai ke dalam tegangan.

Hal-hal yang mempengaruhi pengukuran dengan metode NDIR ini adalah :

1.      Perubahan temperatur.

Perubahan temperatur sumber cahaya infra merah, gas sampel, filter-filter infra merah atau detektor infra merah secara langsung  mempengaruhi tegangan keluaran detektor infra merah. Karenenya temperatur keempat komponen tersebut diatas harus dijaga konstan atau perubahan temperaturnya harus selalu dimonitor, terutama setelah dilakukan kompensasi. Untuk memonitor perubahan temperatur, digunakan thermistor yang menenpel pada tabung sampel. Kompensasi terhadap perubahan temperatur gassampel dilakukan dengan memasukkan konstanta-konstanta yang direkam pada saat proses manufaktur dalam NVRAM.

2.      Perubahan tekanan gas sampel.

Dengan anggapan temperatur dan volume gas sapel konstan, maka perubahan tekanan gas sampel mengakibatkan perubahan jumlah molekul gas sampel dalam tabung sampel. Kompensasi terhadap perubahan tekanan gas sampel dilakukan dengan memasukkan konstanta-konstanta yang di rekam pada saat proses manukfaktur dalam NVRAM.

3.      Gas-gas penyerap infra merah

Innova 2000 mengukur tiga gas, Hc, Co dan Co2. Dalam gas sampeljuga tercampur uap air, yang merupakan penyerap infra merah juga. Setiap gas mempunyai karakteristik penyerapan yang berbeda, sehingga diperlukan tiga buah filter bandpass infra merah.

4.      Non Linieritas

Terdapat ketidak linieran tegangan keluaran detektor infra merah yang menurun terhadap kenaikan konsentrasi gas, walaupun kecil. Untuk mengatasi ini, NVRAM memori meyimpan kurva respos, yang secara otomatis digunakan untuk mengkompensasi ketidak linieran ini.

  

ALAT UJI GAS BUANG MESIN DIESEL ( Smoke Tester ).

b.      Prisip Kerja.

Alat uji gas buang mesin diesel ini mengukur konsentrasi partikulat ( Asap ) mesi diesel dengan menentukan transmisi dari cahaya yang melalui tabung sampel yang berisi partikulat asap.

Beberapa alat uji menggunakan cahaya pada panjang gelombang 565nm melalui tabung sampel sepanjang 430 mm dengan diameter 27 mm.

Tiga hal penting yang harus diperhatikan dalam pengukuran ini adalah :

1. Volume tabung sampel ( wadah gas ukur ) harus tetap.
2. Tekanan tabung sampel harus tetap, sehingga geometri tabung sampel dibuat sedemikian sehingga perbedaan tekanan udara dapat diabaikan, sehingga tidak perlu kompensasi tekanan pada keluarannya. Partikulat asap mengalir dalam tabung sampel karena tekanan dari pipa pembuangan kendaraan pada inlet dan tekanan negatif dari exhaust fan di bagian bawah tabung sampel. Aliran udara ini juga berfungsi untuk mencegah penumpukan  kotoran pada jendela optik pada mana cahaya ditransmisikan.
3. Temperatur dalam tabung sampel harus tetap, sehingga tabung sampel dipanaskan sampai dengan panas tertentu. Temperatur tabung  sampel diset sedemikian sehingga perubahan temperatur dapat diabaikan. Pada tabung  sampel ditempatkan element pemanas untuk memanaskan tabung sampel dan sensor temperatur untuk mengatur agar temperatur tetap. Cahaya dihasilkan dari lampu yang dimodulasi pada 921,66hz, yang terletak pada ujung tabung sampel. Cahaya ini dideteksi pada ujung tabung lainnya dan didemodulasi menjadi sinyal analog yang proporsional terhadap transmisi cahaya.

Keunggulan alat uji type ini tidak perlu kalibrasi setiap sebelum pengukuran karena alat uji secara otomatis melaksanakan Zero Alignment setelah pengukuran. Zero Alignment berfungsi untuk menghitung nilai nol konsentrasi partikulat pada saat tidak melakukan pengukuran.