Pada postingan sebelumnya telah dijelaskan ada 5 macam teknologi pada sensor gas. Berikut ini akan saya bahas salah satunya yaitu Solid State.

Asal-muasal
   Sebenarnya penemuan solid state tidak disengaja. Jadi ketika ilmuwan sedang meneliti semikonduktor p-n junction, mereka menemukan semikonduktor ini sensitif terhadap lingkungan bergas. Pada waktu itu hal ini dianggap sebuah masalah, tapi akhirnya dapat diselesaikan dengan membungkus chip semikonduktor sehingga tidak lagi terpapar lingkungan luar. Sejak itu dilakukan beberapa penelitian untuk memanfaatkan sifat sensitif gas semikonduktor ini namun gagal.
   Baru pada tahun 1968 Mr.N.Taguchi menemukan semikonduktor sederhana atau solid-state sensor untuk mendeteksi hidrokarbon dalam rentang LEL yang mudah terbakar. Tahun 1972, Internasional Sensor Technology (IST) di Irvine, California memperkenalkan sensor solid-state untuk mendeteksi hidrogen sulfida dalam rentang 0-100 ppm. Beberapa tahun kemudian, IST mengembangkannya hingga dapat mendeteksi hingga lebih dari 100 gas berbahaya yang berbeda pada level ppm rendah. Hingga saat ini, sensor solid-state tersedia untuk mendeteksi lebih dari 150 gas berbeda.
     Sekarang banyak perusahaan pembuat sensor solid-state, tetapi tiap sensor memiliki karakteristik berbeda dan pembuat yang berbeda menwarkan level kinerja dan kualitas yang berbeda-beda.

Gbr 1.Skematik sensor tipe bead

 Prinsip kerja
   Sensor solid-state terdiri dari satu/beberapa logam oksida dari kelompok logam transisi seperti timah oksida, aluminium oksida, dsb. Logam oksida ini diproses menjadi pasta yang biasanya digunakan untuk membuat sensor tipe bead (Gbr 1). Lainnya, sensor-sensor tipe chip (Gbr 2) dibuat ketika logam oksida disimpan tervakum dalam chip silika, dalam bentuk yang mirip dengan membuat semikonduktor.



   Elemen pemanas digunakan untuk mengatur suhu sensor, setelah selesai menunjukkan karakteristik reaksi gas pada rentang suhu yang berbeda. Sensor kemudian diproses pada suhu tinggi spesifik yang menentukan karakteristik khusus dari sensor akhir.

   Pada kemunculan suatu gas, logam dioksida menyebabkan gas terdisosiasi menjadi ion-ion bermuatan atau kompleks yang mengakibatkan perpindahan elektron. Elemen pemanas yang terpasang, yang akan memanaskan logam dioksida sehingga berada pada rentang suhu operasional yang optimal untuk mendeteksi benda, diatur dan dikontrol oleh komponen khusus.

Gbr 2 Sensor tipe chip

   Sepasang elektroda berat sebelah terpasang pada logam dioksida untuk mengukur perubahan konduktifitas. Perubahan konduktifitas menyebabkan interaksi dengan molekul-molekul gas, diukur sebagai sinyal.

Prinsip-prinsip dasar dibalik sensor gas solid state mirip untuk seluruh tipe-tipe sensor ini, namun banyak teknologi berbeda telah dikembangkan. Oleh karena itu, hingga saat ini jumlah gas sensor berdasarkan solid state sangat banyak, berikut daftar sebagian tipe solid state:

Tipe sensor gas solid state dengan perubahan fisiknya berdasarkan prinsp pendeteksian gas

Karakteristik

• Tahan lama

          Sensor solid-state dapat bertahan lebih dari 10 tahun jika dibandingkan dengan sensor catalitic bead dan electrochemical yang hanya bertahan 1-2 tahun. Akan tetapi sensor ini rentan terhadap percampuran gas-gas dibandingkan teknologi sensor gas lainnya. Pada kondisi lingkungan dimana ada gas-gas lain muncul, sensor ini dapat memberi peringatan yang salah. Gangguan ini dapat diminimalkan dengan pemasangan filter, sehingga sensor hanya menyerap gas-gas yang dapat dideteksi