Sensor Indeks Bias Larutan Menggunakan Fiber Coupler

dokumen-dokumen yang mirip
Deteksi Konsentrasi Kadar Glukosa Dalam Air Destilasi Berbasis Sensor Pergeseran Serat Optik Menggunakan Cermin Cekung Sebagai Target

Sistem Pengembangan Pendeteksian Indeks Bias Zat Cair Menggunakan Serat Optik Singlemode Berbasis Otdr (Optical Time Domain Reflectometer)

Pengembangan Spektrofotometri Menggunakan Fiber Coupler Untuk Mendeteksi Ion Kadmium Dalam Air

PEMANFAATAN PENGUKURAN REDAMAN SERAT OPTIK MENGGUNAKAN OTDR UNTUK MENDETEKSI KADAR GLUKOSA DALAM AIR

Studi Awal Aplikasi Fiber coupler Sebagai Sensor Tekanan Gas

BAB III METODE PENELITIAN. Pada bab ini akan dijelaskan tentang metode penelitian aplikasi multimode

Studi Teori dan Eksperimen Sensor Pergeseran Menggunakan Fiber Coupler dengan Target Cermin Cekung

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN. Pada bagian ini akan diperlihatkan hasil penelitian aplikasi multimode fiber

BAB III METODE PENELITIAN

Kata kunci : laju aliran udara, tabung venturi dan fiber coupler.

APLIKASI DIRECTIONAL COUPLER DAN DOUBLE COUPLER SEBAGAI SENSOR PERGESERAN BERDIMENSI MIKRO

Deteksi Kadar Glukosa dalam Air Destilasi Berbasis Sensor Pergeseran Menggunakan Fiber Coupler

BAB III METODE PENELITIAN. Mulyorejo Surabaya pada bulan Februari 2012 sampai bulan Juni 2012.

BAB III METODE PENELITIAN. karakterisasi tegangan keluaran detektor terhadap pergeseran cermin. Selanjutnya,

BAB I PENDAHULUAN. informasi dengan kapasitas besar dengan keandalan yang tinggi. Pada awal

ANALISIS INDEKS BIAS PADA PENGUKURAN KONSENTRASI LARUTAN SUKROSA (C 12 H 22 O 11 ) MENGGUNAKAN PORTABLE BRIX METER. Skripsi

ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA BAB I PENDAHULUAN. tiga jenis bahan pembuat gigi yang bersifat restorative yaitu gigi tiruan berbahan

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN. Dalam Bab IV ini akan dipaparkan hasil penelitian aplikasi multimode fiber

BAB III METODE PENELITIAN. mulai bulan Maret 2011 sampai bulan November Alat alat yang digunakan dalam peneletian ini adalah

PERANCANGAN SENSOR SERAT OPTIK UNTUK PENGUKURAN PERGESERAN OBYEK DALAM ORDE MIKRON MENGGUNAKAN SERAT OPTIK MULTIMODE WIDYANA

ANALISIS PENGARUH PEMBENGKOKAN PADA ALAT UKUR TINGKAT KEKERUHAN AIR MENGGUNAKAN SISTEM SENSOR SERAT OPTIK

BAB I PENDAHULUAN. dengan tujuan dan manfaat dari penelitian ini. teknologi telekomunikasi, terutama dalam era moderen seperti sekarang ini.

ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga BAB I PENDAHULUAN. mengalami suatu gaya geser. Berdasarkan sifatnya, fluida dapat digolongkan

ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga BAB I PENDAHULUAN. gelombang cahaya yang terbuat dari bahan silica glass atau plastik yang

Sensor Ketinggian Permukaan Oli Berbasis Sensor Pergeseran Fiber Coupler

ANALISIS SUDUT PUTAR JENIS PADA SAMPEL LARUTAN SUKROSA MENGGUNAKAN PORTABLE BRIX METER

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN. spektrofotometer UV-Vis dan hasil uji serapan panjang gelombang sampel dapat

FABRIKASI DAN KARAKTERISASI DIRECTIONAL SINGLE DAN DOUBLE COUPLER PADA BAHAN SERAT OPTIK PLASTIK STEP INDEX MULTIMODE TIPE FD

Rancang Bangun Directional Coupler Konfigurasi 3x3 Planar Step Index Multimode Fiber Optic sebagai Sensor Kemolaran dan ph

BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Masalah

APLIKASI SERAT OPTIK SEBAGAI INDIKATOR KETINGGIAN CAIRAN DENGAN METODE DETEKSI RUGI DAYA OPTIS AKIBAT PELENGKUNGAN DAN PEMOLESAN

PENGUKURAN INDEKS BIAS ALKOHOL DENGAN MENGGUNAKAN INTERFEROMETER MICHELSON SKRIPSI

RANCANG BANGUN ALAT PERAGA PEMANTULAN DAN PEMBIASAN CAHAYA DALAM PEMBELAJARAN IPA DI SEKOLAH DASAR (SD) Jl. Lontar no 1 Semarang, Indonesia

APLIKASI SERAT OPTIK SEBAGAI SENSOR KEKENTALAN OLI MESRAN SAE 20W-50 BERBASIS PERUBAHAN TEMPERATUR

JURNAL SAINS DAN SENI ITS Vol. 4, No.2, (2015) ( X Print) B-50

Perancangan Reflektor Cahaya untuk Sistem Pencahayaan Alami Berbasis Optik Geometri

Fabrikasi Directional Coupler Serat Optik Multimode

APLIKASI OPTIK DAN FIBER OPTIK SEBAGAI SENSOR ph

Perancangan Sistem Pengukuran Konsentrasi Larutan Dengan Menggunakan Interferometer Michelson

DAB I PENDAHULUAN. komponen utama dan komponen pendukung yang memadai. Komponen. utama meliputi pesawat pengirim sinyal-sinyal informasi dan pesawat

Analisis Pengaruh Panjang Kupasan dan Perubahan Suhu Terhadap Pancaran Intensitas pada Serat Optik Plastik Multimode Tipe FD

1. Sudut kritis dan pemantulan sempurna

DESAIN SENSOR SERAT OPTIK UNTUK PENGUKURAN INDEKS BIAS LARUTAN GARAM DAN LARUTAN GULA

PERANCANGAN ALAT UKUR TSS (TOTAL SUSPENDED SOLID) AIR MENGGUNAKAN SENSOR SERAT OPTIK SECARA REAL TIME

PENENTUAN KOEFISIEN LINIER ELEKTRO OPTIS PADA AQUADES DAN AIR SULING MENGGUNAKAN GELOMBANG RF

BAB III METODE PENELITIAN

BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang

Perancangan Sistem Pengukuran Konsentrasi Larutan Gula Dengan Menggunakan Interferometer Michelson

FABRIKASI SENSOR PERGESERAN BERBASIS MACROBENDING SERAT OPTIK

SATUAN ACARA PERKULIAHAN UNIVERSITAS GUNADARMA

PERANCANGAN SENSOR SERAT OPTIK UNTUK PENGUKURAN PERGESERAN OBYEK DALAM ORDE MIKROMETER MENGGUNAKAN SERAT OPTIK MULTIMODE

Deskripsi Mata FISIKA DASAR I / FI321

Desain Alat Ukur Kekeruhan Air Menggunakan Metode Transmisi Cahaya dengan Lock-In Amplifier

Oleh : Akbar Sujiwa Pembimbing : Endarko, M.Si., Ph.D

Laporan Praktikum Kimia Fisika 1 Refraktometer

DAN KONSENTRASI SAMPEL

PENDAHULUAN. Latar Belakang

Perancangan Sistem Pengukuran Konsentrasi Larutan Gula Menggunakan Metode Difraksi

Xpedia Fisika. Optika Fisis - Soal

ANALISIS KORELASI INDEKS BIAS DENGAN KONSENTRASI SUKROSA BEBERAPA JENIS MADU MENGGUNAKAN PORTABLE BRIX METER

PENGARUH PERUBAHAN KONSENTRASI CLADDING TERHADAP LOSS POWER SERAT OPTIK SINGLEMODE SMF-28

Kata kunci : bayangan, jarak fokus, lensa tipis

DESAIN FIBER SENSOR BERBASIS RUGI-RUGI KARENA BENDING UNTUK STRAIN GAUGE

Sensor Cahaya LDR (Light Dependent Resistor) Berbasis Mikrokontroler At Mega 328 Sebagai Alat Pendeteksi Kekeruhan Air

STUDY AWAL FIBER OPTIK SEBAGAI SENSOR ph

Analisis Sensor Pengukuran Konsentrasi Glukosa Prinsip Macrobending Pada Serat Optik Multimode Step-Index

Abstrak. Kata kunci: NiraTebu, Sukrosa, Indeks bias, Interferometer Michelson

DESAIN SENSOR PENGUKUR INDEK BIAS LARUTAN BERBASIS FIBER OPTIK

Analisis Sensor Regangan dengan Teknik Pencacatan Berbasis Serat Optik Multimode Step-Index

KARAKTERISASI FIBER BRAG GRATING TERHADAP SUHU MENGGUNAKAN TEKNIK SAPUAN PANJANG GELOMBANG LASER

BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Masalah

Pengukuran Kualitas Madu Bunga Berdasarkan Konstanta Efek Kerr yang Diukur Menggunakan Interferometer Michelson

PENENTUAN KEMURNIAN MINYAK KAYU PUTIH DENGAN TEKNIK ANALISIS PERUBAHAN SUDUT PUTAR POLARISASI CAHAYA AKIBAT MEDAN LISTRIK LUAR

Interferometer Fabry Perot : Lapisan optis tipis, holografi.

ISSN: Indonesian Journal of Applied Physics (2013) Vol.3 No.2 Halaman 163 Oktober 2013

spektrometer yang terbatas. Alat yang sulit untuk diperoleh membuat penelitian tentang spektrum cahaya jarang dilakukan. Padahal penelitian tentang

Perancangan Sistem Pengukuran Konsentrasi Larutan Menggunakan Metode Difraksi

Pengaruh Kadar Gula Dalam Darah Manusia Terhadap Sudut Putar Sumbu Polarisasi Menggunakan Alat Polarmeter Non-Invasive

Perancangan Sensor Kebakaran (Asap) Menggunakan Serat Optik Plastik

Perancangan Prototipe Biosensor Serat Optik Berbasis pada Metode End-Butt Coupling

Kurikulum 2013 Kelas 12 SMA Fisika

Abstrak. Kata kunci : sukrosa, gula, nira, tebu, sudut polariser

Analisis Penggunaan Gelatin Sapi dan Gelatin Babi sebagai Cladding pada Serat Optik untuk Perancangan Sensor Kelembaban

2015 DESAIN DAN OPTIMASI FREKUENSI SENSOR LINGKUNGAN BERBASIS PEMANDU GELOMBANG INTERFEROMETER MACH ZEHNDER

Antiremed Kelas 12 Fisika

ANALISA RUGI DAYA MAKROBENDING SERAT OPTIK MODA TUNGGAL TERHADAP PENGARUH PEMBEBANAN DENGAN VARIASI JUMLAH DAN DIAMETER LILITAN

INTERFEROMETER DAN PRINSIP BABINET

MODUL 1 INTERFEROMETER DAN PRINSIP BABINET

Analisis Pola Interferensi Pada Interferometer Michelson untuk Menentukan Panjang Gelombang Sumber Cahaya

BAB III METODE PENELITIAN

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

HASIL DAN PEMBAHASAN. Absorbansi Probe Sensor terhadap Variasi Konsentrasi Gas H 2 S

PENGEMBANGAN SENSOR TEMPERATUR BERBASISPOLYMER OPTICAL FIBER (POF) YANG DISISIPI GEL

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Sensor Ketinggian Air Menggunakan Concentric Bundle Probe

SILABUS. Kompetensi Dasar Materi Pokok Strategi Perkuliahan

PENGARUH KOSENTRASI GULA DAN VARIASI MEDAN LISTRIK DALAM MADU LOKAL TERHADAP PERUBAHAN SUDUT PUTAR POLARISASI

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

BAB III. Tahap penelitian yang dilakukan terdiri dari beberapa bagian, yaitu : Mulai. Perancangan Sensor. Pengujian Kesetabilan Laser

Transkripsi:

Sensor Indeks Bias Larutan Menggunakan Fiber Coupler Zilda Qiftia¹, Samian¹, dan Supadi¹. ¹Program Studi S1 Fisika, Departemen Fisika, FST Univesitas Airlangga, Surabaya. Email: zqiftia@gmail.com Abstrak. Perubahan indeks bias larutan telah mampu dideteksi menggunakan fiber coupler. Prinsip kerja sensor berdasarkan pemantulan Fresnel yang terjadi pada ujung kanal sensing yang bersentuhan dengan zat cair. Perubahan indeks bias zat cair akan mempengaruhi besarnya intensitas cahaya yang terpantul menuju detektor optis melalui kanal deteksi fiber coupler. Nilai indeks bias diukur menggunakan refraktometer abbe sebagai kalibrator. Eksperimen ini menggunakan multimode fiber coupler, laser He-Ne, detektor OPT 101, mikrovoltmeter, wadah kaca, dan perangkat pendukung seperti bangku optik, holder, serta kabel-kabel pendukung. Hasil penelitian menunjukan bahwa semakin besar nilai indeks bias zat cair maka semakin kecil tegangan keluaran detektor. Parameter-parameter sensor yang dihasilkan berupa jangkauan, nilai perubahan indeks bias terkecil yang dapat disensing, dan daerah linier yang masing-masing nilainya sebesar 1.3333 1.4648, 0,0002, dan 1,3481-1,4040. Nilai sensitivitas sensor yang dihasilkan sebesar -4,501 V. Kata Kunci: multimode fiber coupler, sensor indeks bias larutan.

Pendahuluan Indeks bias merupakan sifat fisik yang sangat sensitif. Jika komponen larutan tersebut sangat murni maka akan memungkinkan untuk mendapatkan nilai indeks bias yang sama persis pada literatur pada saat eksperimen. Ada beberapa metode yang biasa digunakan untuk mengukur indeks bias, yaitu menggunakan refraktometer yang prinsip kerjanya sesuai dengan namanya yaitu memanfaatkan refraksi cahaya, dengan hole prisma prinsip kerjanya yaitu mengamati sudut deviasi minimum yang muncul ketika sumber cahaya monokromatik keluar dari prisma kemudian diterima oleh teropong, namun kedua metode tersebut mempunyai kerumitan pada saat pengoprasian alat. Metode lain yaitu menggunakan cermin cekung (Johri Sabaryati, 2011). Prinsip kerjanya yaitu dengan memanfaatkan dengan memanfaatkan pemantulan dan pembiasan pada permukaan cairan dalam cermin cekung, dan metode interferometri yang meliputi inferometri Mach-Zender, interferometri Fabry-Perot dan Interferometri Michelson (Pedrotti dan Pedrotti, 1993) Serat optik disamping sebagai saluran transmisi komunikasi, dapat digunakan pula sebagai sensor. Fiber coupler merupakan divais optik yang terbuat dari serat optik berfungsi sebagai pembagi berkas. Dalam perkembangannya dapat dimanfaatkan sebagai sensor pergeseran (Samian, 2010), suhu (Samian, 2010), dan ketinggian air (Samian, 2011). Dalam artikel ini akan dikemukakan aplikasi fiber coupler sebagai sensor indes bias larutan. Prinsip kerja yang digunakan adalah pemantulan Fresnel. Desain Dan Mekanisme Kerja Sensor Desain sensor indeks bias larutan menggunakan fiber coupler diperlihatkan pada Gambar 1.

Gambar 1. Rancangan Alat Sensor Indeks Bias Larutan Mekanisme kerja sensor dalam mendeteksi indeks bias larutan yaitu cahaya keluaran dari laser yang masuk ke kanal masukan fiber coupler sebagian cahaya diteruskan ke kanal sensing yang bagian ujungnya tercelup dalam larutan yang indeks biasnya akan dideteksi. Berdasarkan hukum pemantulan Fresnel, maka sebagian berkas cahaya akan terpantul kembali ke dalam kanal sensing fiber coupler. Berkas cahaya balik tersebut sebagian akan diteruskan menuju detektor optis. Perubahan nilai indeks bias larutan akan mempengaruhi daya optis berkas cahaya balik. Dengan demikian, perubahan nilai indeks bias larutan akan terdeteksi melalui perubahan daya optis berkas cahaya balik yang diterima detektor optis. Eksperimen Peralatan yang digunakan pada eksperimen terdiri dari multimode fiber coupler, laser He-Ne, detektor OPT 101, mikrovoltmeter tipe LH 53213, wadah kaca, dan perangkat pendukung berupa bangku optik, holder, serta kabelkabel pendukung. Sampel yang digunakan adalah aquades dan larutan glukosa. Variasi larutan glukosa dilakukan dengan cara mengencerkan larutan induk. Berikut ini adalah nilai indeks bias zat cair yang sudah diukur menggunakan refraktometer abbe sebagai kalibrator:

Eksperimen yang diperlihatkan pada Gambar 2 dilakukan dengan menyalakan laser kemudian mendeteksi aquades dan mencatat daya optis yang terbaca melalui tegangan keluaran detektor optis dan tertera pada mikrovoltmeter. Kemudian langkah tersebut dilakukan lagi dengan mengganti larutan glukosa yang memiliki indeks bias dari yang paling kecil hingga yang paling besar. Setelah mendapatkan nilai tegangan keluaran detektor. Gambar 2. Set-Up alat penelitian Hasil Dan Pembahasan Hasil penelitian sensor indeks bias larutan menggunakan fiber coupler ini berupa tegangan keluaran detektor (Vd) terhadap perubahan indeks bias larutan menghasilkan data yang diperlihatkan pada plot grafik tegangan keluaran detektor terhadap perubahan indeks bias dapat dilihat pada Gambar 3.

Gambar 3. Grafik hubungan tegangan keluaran detektor terhadap perubahan indeks bias Dari grafik pada Gambar 3 menunjukkan rentang pendeteksian indeks bias larutan yang dilakukan sebesar 1.3333 1.4648, nilai tersebut merupakan nilai jangkauannya. Nilai jangkauan indeks bias tersebut dihasilkan menggunakan refraktometer abbe. Dari grafik yang dihasilkan ternyata tidak linier, akan tetapi dari hasil eksperimen masih dapat ditemukan daerah yang linier. Dengan demikian, dapat dipahami bahwa grafik data hasil eksperimen yaitu data tegangan keluaran detektor terhadap perubahan indeks bias larutan masih memiliki daerah yang linier. Untuk rentang indeks bias antara 1.3481 1.4040 terdapat hubungan yang linier antara tegangan keluaran detektor terhadap perubahan indeks bias larutan yang hasilnya ditampilkan pada Gambar 4. Gambar 4. Daerah linier antara tegangan keluaran detektor terhadap perubahan indeks Plot grafik pada Gambar 4 diatas daerah linier tegangan keluaran detektor terhadap perubahan indeks bias larutan dapat diperoleh persamaan regresi linier

Vd = -4.501n + 14.04 dengan koefisien korelasinya adalah R² =0.975. Dari hasil tersebut dapat diketahui bahwa nilai rata-rata koefisien korelasi mendekati 1 yang artinya hubungan antara tegangan keluaran detektor terhadap perubahan indeks bias adalah linier. Linieritas merupakan persyaratan umum sebuah sensor yang artinya sensor tersebut dapat menghasilkan tegangan keluaran detektor berubah secara kontinyu. Sehingga dapat dikatakan bahwa adanya linieritas dalam penelitian ini adalah sebagai parameter keberhasilan dari penelitian sensor indeks bias larutan menggunakan fiber coupler. Semakin linier grafik hubungan antara tegangan keluaran detektor terhadap perubahan indeks bias larutan, maka semakin baik pula sensor tersebut. Sensitivitas sensor ini dapat dilihat dari slope grafik linier tegangan keluaran detektor terhadap perubahan indeks bias. Dari persamaan tersebut diperoleh nilai sensitivitas sensor indeks bias larutan ini sebesar -4,501 V. Dalam hal ini nilai indeks bias terkecil yang dapat dideteksi dari sistem sensor indeks bias ini sebesar 0,0002. Karena pada saat indeks bias naik sebesar 0,0002 tegangan keluaran detektor sudah bisa terbaca oleh sensor. Dari pembahasan diatas maka parameter sensor indeks bias larutan menggunakan fiber coupler diperlihatkan pada Tabel 1. Tabel 1. Parameter sensor indeks bias larutan menggunakan fiber coupler. Parameter Nilai Jangkauan 1.3333 1.4648 Nilai perubahan indeks bias terkecil yang dapat di sensing 0,0002 Daerah linieritas 1,3481 1,4040 Sensitivitas (Volt) -4,501 Berdasarkan parameter-parameter diatas telah diketahui bahwa fiber coupler dapat digunakan sebagai sensor indeks bias larutan. Hal ini dibuktikan dari adanya perubahan tegangan keluaran detektor yang terjadi karena adanya perbedaan indeks bias larutan. Dari parameter-parameter sensor yang dihasilkan seperti terlihat pada Tabel 1.

Kesimpulan Dengan memanfaatkan prinsip Fresnel, multimode fiber coupler dapat digunakan sebagai sensor indeks bias larutan. Sensor indeks bias larutan menggunakan multimode fiber coupler memiliki nilai jangkauan 1,3333 1,4648, perubahan indeks bias terkecil yang dapat dideteksi sebesar 0,0002, daerah linier sebesar 1,3481 1,4040, dan nilai sensitivitas sensor sebesar -4,501 V. Daftar Pustaka Krohn, D.A, 2000, Fiber Optic Sensor, Fundamental and Application, 3 rd, ISA, New York. Crisp, John dan Elliot, Barry, 2008, Serat Optik : Sebuah Pengantar, Erlangga, Jakarta Tipler, Paul A., 2001, Fisika Untuk Sains dan Teknik Jilid 2 (terjemahan Bambang Soegijono), Penerbit Erlangga, Jakarta. Johri Sabaryati, Nurwulan F., Ali Imran, Linda S.U., Euis s., 2011, Eksperimen Penentuan Indeks Bias Menggunakan Cermin Cekung, Prosiding Simposium Nasional Inovasi Pembelajaran dan Sains 2011, Bandung. Young, H.D., R.A. Freedman, T.R. Sandin dan A.L. Ford, 2003, Fisika Universitas, Jilid 2 (terjemahan Pantur Silaban), Penerbit Erlangga, Jakarta. Samian, Herri T. 2011. Aplikasi Multimode Fiber Coupler sebagai Sensor Pergeseran menggunakan Sumber LED, Prosiding Seminar Nasional Fisika II, Surabaya, 17 Juli 2010. Samian, Gatut Yudoyono. 2010. Multimode Fiber Coupler sebagai Sensor Temperatur. Jurnal Fisika dan Aplikasinya Vol. 6, No.1, hal. 1 4. Samian, Supadi. 2010. Sensor Ketinggian Air menggunakan Multimode Fiber coupler, Jurnal Fisika dan Aplikasinya Vol. 7, No.2, hal. 1 4.