Pengujian densitas bensin sangat penting dalam menentukan kualitas bahan bakar, terutama dalam menentukan kualitas dan kemurnian bahan bakar dari kontaminan. Bensin adalah salah satu jenis bahan bakar kendaraan bermotor. Bensin merupakan campuran hidrogen dan karbon. Bensin terdiri dari senyawa organik yang diperoleh melalui distilasi fraksional minyak bumi, dengan berbagai aditif. Kualitasnya biasanya dibandingkan dengan angka Research Octane Number (RON). Pengukuran densitas secara langsung sangat penting untuk menguji kualitas bahan bakar selama penyimpanan dan memastikan efisiensi energi terlepas dari perubahan cuaca atau suhu.
Gambar 1 menunjukkan sistem penginderaan sensor serat tirus yang terdiri dari amplified spontaneous emission (ASE) dan optical spectrum analyzer (OSA). Sumber cahaya ASE dengan panjang gelombang 1510 “ 1565 nm diarahkan ke probe sensor melalui single-mode fiber (SMF) dan cahaya yang ditransmisikan dipantau oleh OSA. Resolusi OSA adalah 0,02. Pertama-tama, sensor serat tirus yang telah difabrikasi dihubungkan ke ASE dan OSA, setelah itu periode pola interferensi dan transmisi spektrum cahaya diamati. Terakhir, probe sensor yang telah terhubung dan memenuhi persyaratan dapat dimasukkan ke dalam wadah sampel tertutup rapat untuk mengukur densitas bensin. Dalam penelitian ini, untuk menguji kemampuan sensor dalam mengubah densitas, setiap sampel bensin yang digunakan diberi perlakuan variasi suhu 27°C, 30°C, 33°C, 36°C, and 39°C.
Suhu merupakan parameter yang digunakan untuk mendapatkan karakterisasi pengaruh densitas terhadap sensor serat optik, yang dalam penelitian ini ditandai dengan pergeseran daya transmisi puncak. Pengukur densitas digunakan sebagai pembanding bagi sensor serat optik untuk menentukan densitas bensin.
Dari Gambar 2, kita mendapatkan hasil persamaan garis untuk setiap sampel Pertalite, Pertamax, dan Pertamax Turbo. Ketika suhu sampel divariasikan dari 27°C hingga 30°C, daya keluaran transmisi sensor menurun secara linear dari 39,89 dBm menjadi 39,38 dBm untuk Pertalite, 40,22 dBm menjadi 39,64 dBm untuk Pertamax, dan 40,61 dBm menjadi 39,75 dBm untuk Pertamax Turbo. Hal ini memengaruhi sensitivitas sensor serat optik yang diperoleh dari persamaan garis untuk setiap sampel. Nilai sensitivitas sensor yang diambil dari gradien setiap grafik persamaan regresi linier untuk Pertalite adalah 0,0457 dBm/kg/m³, Pertamax adalah 0,0473 dBm/kg/m³, dan Pertamax Turbo adalah 0,0843 dBm/kg/m³. Artinya, untuk setiap peningkatan densitas sebesar 1 kg/m³, akan terjadi perubahan intensitas transmisi terukur untuk setiap sensitivitas sampel. Linearitas sensor ini untuk sampel Pertalite adalah 0,9638, yang berarti 96,38% perubahan nilai daya transmisi puncak disebabkan oleh perubahan densitas bensin berdasarkan variasi perubahan suhu. Hal ini juga berlaku untuk sampel Pertamax dengan linearitas 98,48% dan Pertamax Turbo dengan linearitas sebesar 98.76%.
Serat taper dibuat menggunakan teknik flame brushing untuk menghasilkan diameter yang lebih kecil dari diameter serat mode tunggal (SMF) normal. Dalam proses ini, SMF dilucuti dari bagian pelindung dan pelapisnya, hanya menyisakan inti dan sebagian cladding-nya. Serat Optik (FO) dipanaskan hingga mencapai suhu deformasi serat dengan nyala api untuk membuat struktur taper serat. Dalam percobaan ini, diameter awal inti dan cladding SMF adalah 125 µm. Setelah proses tapering dilakukan, diameter serat taper yang dihasilkan adalah 28,25 µm seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3. Untuk pengembangan selanjutnya, struktur sensor ini dapat dipelajari menggunakan machine learning secara otomatis dan Internet of Things (IoT). Sensitivitas sensor yang lebih tinggi berarti sensor dapat merespons perubahan atau sinyal yang lebih kecil mengikuti desain lain yang menggunakan FO.
Penulis: Erwin Sutanto, S.T., M.Sc.
Informasi detail dari riset ini dapat dilihat pada tulisan kami di:
Rahmad Reynaldi Kurniawan; Erwin Sutanto; Herri Trilaksana.
14 August 2025
