Sinyal ternormalisir dengan daya laser diperoleh mengikuti persamaan 2.6 berikut Santosa, 2008:
� �
=
� �
=
�
�
�
2.6 Sinyal ternormalisi dari gas yang telah diketahui konsentrasinya dapat
digunakan untuk mencari konsentrasi gas sejenis yang belum diketahui konsentrasinya. Misalkan gas A dan gas B merupakan gas yang sejenis dan
gas A belum diketahui konsentrasinya sedangkan gas B telah diketahui konsentrasinya. Konsentrasi gas A bisa didapatkan dengan membandingkan
konsentrasi gas A dengan konsentrasi gas B sesuai dengan persamaan 2.7 berikut Anggraini, 2010:
��
=
1 ���
� �
�� ��
=
1 ���
� �
��
2.7
Dari persamaan 2.7 bisa didapatkan persamaan 2.8 dengan syarat gas yang diukur sejenis, diukur pada garis laser yang sama dan menggunakan alat
yang sama, sehingga konstanta sel fotoakustik dan koefisien serapan gasnya adalah konstan.
��
=
� �
�� _ �
� �� _
��
2.8 Berdasarkan persamaan 2.8 diatas, dengan mengukur sinyal
ternormalisir gas A dan sinyal ternormalisir gas B pada garis laser yang sama, maka konsentrasi gas A dapat ditentukan.
18
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
A. Waktu dan Tempat Pelaksanaan
Penelitian dilaksanakan pada Januari-Mei 2014 di Laboratorium Fisika Kampus III Paingan Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.
B. Alat dan Bahan Penelitian
Alat-alat dan bahan yang digunakan dalam penelitian : 1.
Detektor Fotoakustik berbasis laser CO
2
. Detektor fotoakustik merupakan alat yang digunakan untuk
mendeteksi dan mengukur konsentrasi suatu gas di udara. Alat ini bekerja dengan prinsip serapan cahaya. Detektor fotoakustik terdiri dari laser
sebagai sumber cahaya, sel fotoakustik sebagai tempat gas sampel berada dan mikrofon yang digunakan untuk mendeteksi sinyal akustik. Detektor
yang digunakan pada penelitian dapat dilihat pada gambar 3.1.
Gambar 3.1 Detektor fotoakustik yang digunakan dalam penelitian
Detektor fotoakustik yang digunakan menggunakan sistem intrakavitas, dimana sel fotoakustik ditempatkan diantara resonator laser.
Sistem ini memungkinkan sel fotoakustik mendapatkan energi yang maksimal dari laser. Laser yang digunakan dalam penelitian ini adalah
laser CO
2
dengan model Flowing System model LT30-626 serial no 200801 buatan Laser Tech Group, Mississauga, ont. Canada. Laser yang
digunakan dalam penelitian dapat dilihat seperti pada gambar 3.2.
Gambar 3.2 Laser yang digunakan dalam detektor fotoakustik.
Laser CO
2
yang digunakan pada detektor fotoakustik terdiri dari resonator optis, medium aktif, dan power supply. Resonator optis terdiri
dari kisi dan cermin. Posisi kisi dapat diatur untuk mengubah-ubah panjang gelombang laser. Kisi dapat digerakkan dan diatur posisinya
menggunakan steppermotor yang telah terhubung dengan komputer, sehingga pengaturannya dapat dilakukan melalui komputer. Panjang
resonator optis diatur menggunakan piezo untuk mendapatkan daya laser terbesar. Power supply digunakan untuk memberi daya pada laser.
2. Lock-in Amplifier
Lock-in amplifier berfungsi sebagai penguat sinyal fotoakustik yang
ditangkap oleh mikrofon, selain itu juga berfungsi untuk menghilangkan gangguan dari bunyi atau sinyal lain yang tidak diperlukan. Lock-in
amplifier terhubung dengan chopper, sehingga hanya sinyal yang memiliki frekuensi yang sama dengan frekuensi dari chopperlah yang
akan diperkuat. 3.
Flowmeter dan Flowcontroller Flowmeter merupakan alat untuk mengetahui kecepatan aliran gas
yang dialirkan ke detektor fotoakustik sedangkan Flowcontroller adalah alat yang digunakan untuk mengatur kecepatan aliran gas yang dialirkan
ke detektor fotoakustik. .
C. Prosedur Penelitian
Penelitian dilakukan dengan tahapan-tahapan sebagai berikut : 1.
Penentuan Spektrum Serapan Etilen dan Sinyal Latar. Penentuan spektrum serapan ini dilakukan untuk mencari garis
laser yang sesuai dengan sampel yang akan diukur. Garis laser ditunjukkan dengan posisi steppermotor dalam penelitian, pengubahan
posisi steppermotor mengakibatkan berubahnya panjang gelombang laser. Untuk mengukur gas etilen, maka perlu dicari garis laser yang
mempunyai serapan paling tinggi untuk etilen.
