Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung

(1)

Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009.

TEKNIK KALIBRASI THERMOCOUPEL TYPE – K

DI

PT INALUM KUALA TANJUNG

KARYA AKHIR

OLEH:

MUHAMMAD IRVAN SIREGAR 035203023

PROGRAM DIPLOMA IV

TEKNOLOGI INSTRUMENTASI PABRIK

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

(2)

ABSTRAK

Salah satu komponen yang penting dalam proses produksi aluminium di PT INDONESIA ASAHAN ALUMINIUM adalah termokopel yang merupakan jenis sensor suhu.

Aktifitas proses produksi di dalam pabrik peleburan aluminium banyak melibatkan temperatur. Oleh karena itu dibutuhkan suatu peralatan instrumentasi yang handal dalam pengukuran suhu, maupun peralatan instrumentasi pendukung lainnya untuk menjaga suhu dalam tungku peleburan aluminium agar tetap pada kisaran suhu yang diinginkan. Hal ini dimungkinkan untuk mendapatkan hasil produksi yang mempunyai standar kualitas yang baik.

Berbicara mengenai standar hasil produksi terlebih dahulu harus dipahami mengenai apa? dan bagaimana? peralatan instrumentasi yang dinyatakan standar. Peralatan instrumentasi standar merupakan peralatan intrumentasi yang dibuat oleh pabrikan yang sudah diatur spesifikasinya sesuai kebutuhan – kebutuhan industri. Dan yang dinyatakan bagaimana peralatan instrumentasi standar adalah jika pengukuran atau cara kerja peralatan instrumentasi tersebut masih sesuai dengan standar pabrikan.

Agar peralatan instrumentasi tetap standar maka perlu penanganan khusus yaitu kalibrasi. Kalibrasi merupakan serangkaian kegiatan untuk menentukan kebenaran konvensional nilai penunjukan alat ukur dan bahan ukur dengan cara membandingkan terhadap standard ukurannya yang mampu telusur ke standard nasional untuk satuan ukuran maupun internasional. Dengan kata lain kalibrasi bertujuan untuk menstandarkan kembali peralatan instrumentasi sesuai dengan spefikasinya.

(3)

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur terlebih dahulu penulis panjatkan atas kehadirat

ALLAH SWT atas berkat dan anugerah-Nya sehingga Karya Akhir ini

dapat selesai.Karya Akhir ini berjudul “TEKNIK KALIBRASI THERMOCOUPLE TYPE – K DI PT INALUM KUALA TANJUNG”.

Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada Bapak Rahmad Fauzi, ST. MT selaku pembimbing Karya Akhir yang telah banyak memberikan bimbingan, pengarahan serta saran-saran dalam menyelesaikan Karya Akhir ini.

Penulis menyampaikan terima kasih yang sedalam-dalamnya kepada Ayahanda Partaonan Siregar dan Ibunda Asniati Br. Ginting, SPdI atas segala do’a, perhatian dan kasih sayangnya dan Adikku yang tercinta Abdul Rachman, STP., Susan Linda Farida dan Zuinasari atas dukungannya.

Penulis menyadari bahwa tidak ada sesuatu yang sempurna. Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun dari pembaca. Semoga Karya Akhir ini bermanfaat bagi yang membutuhkan.

(4)

Penulis

DAFTAR ISI

Hal

ABSTRAK ... i

KATA PENGANTAR ... ii

DAFTAR ISI ... iii

DAFTAR GAMBAR ... vii

DAFTAR TABEL ... viii

DAFTAR PUSTAKA ... ix

BAB I PENDAHULUAN 1.1. LATAR BELAKANG ... 1

1.2. TUJUAN PEMBAHASAN ... 2

1.3. BATASAN MASALAH ... 2

1.4. METODE PEMBAHASAN ... 3

1.5. SISTEMATIK PEMBAHASAN ... 3

BAB II PENGUKURAN / PENGATURAN TEMPERATUR FURNACE II.1. PENGERTIAN SISTEM PENGATURAN ... 5

II.1.1. Sistem Pengaturan Otomatis ... 5

II.1.2 Tujuan Sistem Pengaturan ... 5

II.2. SISTEM PENGUKURAN SECARA UMUM ... 6

(5)

TEMPERATUR FURNACE ... 7

II.5. BAGIAN – BAGIAN DAN FUNGSI KOMPONEN DARI FURNACE ... 8

II.5.1. Termokopel sebagai Tranducer Input ... 8

II.5.2. Penguat ... 9

II.5.3. Kontrol ... 9

II.5.4. DC ke AC ... 9

II.6.5. Rangkaian Pemanas ... 9

BAB III TERMOKOPEL SEBAGAI SENSOR TEMPERATUR III.1. PENGERTIAN TERMOKOPEL ... 12

III.2. PRINSIP KERJA TERMOKOPEL ... 12

III.2.1. Perhitungan Koreksi ... 15

III.2.1. Loop Resistansi ... 18

III.3. JENIS-JENIS TERMOKOPEL ... 19

III.4. KARAKTERISTIK BEBERAPA JENIS TERMOKOPEL ... 21

III.5. KAWAT PERPANJANGAN ... 23

III.6. PENGUKURAN TEMPERATUR ... 23

III.7 KALIBRASI TERMOKOPEL ... 24

III.7.1. Definisi Kalibrasi ... 24

(6)

III.7.3. Periode (Selang) Kalibrasi ... 26

III.7.4. Pengertian Metode Pengujian dan Metode Kalibrasi ... 27

III.8. KATEGORI KALIBRASI ... 32

III.8.1. Kalibrasi Internal ... 32

III.8.2. Kalibrasi Eksternal ... 32

BAB IV TEKNIK KALIBRASI TERMOKOPEL TIPE-K DAN PERMASALAHANYA IV.1. KESIAPAN LABORATORIUM ... 34

IV.2. TEKNIK KALIBRASI TERMOKOPEL TIPE-K ... 34

IV.2.1. Persiapan ... 34

IV.2. 2. Pelaksanaan ... 37

IV.2. 3. Verifikasi ... 37

IV.2. 4. Rekaman ... 38

IV.3. KASUS YANG SERING DIJUMPAI DALAM PELAKSANAAN KALIBRASI ... 40

IV.4. MASALAH TEKNIS YANG DIJUMPAI DALAM PELAKSANAAN KALIBRASI TERMOKOPEL ... 42

(7)

IV.6. TEKNIK MENGKALIBRASI TERMOKOPEL TIPE-K BILA TERMOKOPEL STANDAR SEBAGAI ACUAN

KALIBRASI TIDAK TERSEDIA ... 53

A. CARA KERJA ... 53

B. SKEMA PEMASANGAN PERALATAN ... 55

C. CONTOH KERJA ... 56

IV.7. TEKNIK MENGKALIBRASI TERMOKOPEL TIPE-K BILA INSTRUMEN CALIBRATOR STANDAR BELUM MEMILIKI FUNGSI KOREKSI KEBENARAN TEMPERATUR DAN TERMOKOPEL STANDAR SEBAGAI ACUAN KALIBRASI TIDAK TERSEDIA.... 58

B. GAMBAR KERJA ... 61

IV.8. TEKNIK MENGKALIBRASI TERMOKOPEL DENGAN LOOP RESISTANCE ... 72

B. GAMBAR KERJA ... 75

BAB V

(8)

V.1. KESIMPULAN ... 80 V.2. SARAN ... 81

LAMPIRAN

DAFTAR GAMBAR

NO Judul Hal

1. Gambar 2.1. Blok diagram testing termokopel otomatis... 7 2. Gambar 2.2. Elemen Furnace Electric

Sedang Menyala………... 10 3. Gambar 2.3. Furnace Electric …………... 10 4. Gambar 3.2. Grafik cara untuk menemukan koreksi ∆E,

untuk e.m.f termokopel E, ketika referensi temperatur tr

berbeda dari harga nominalnya trn ... 16

5. Gambar 3.3. Tegangan keluaran sebagai fungsi

Temperatur untuk berbagai bahan termokopel……... 23 6. Gambar 4.1. Skema Pemasangan Peralatan

Metode Standar ... 36 7. Gambar 4.2.a. Skema Pemasangan Peralatan

Untuk Mengkalibrasi Termokopel Tipe-K Bila Termokopel Standar Sebagai Acuan Kalibrasi

Tidak Tersedia ... 55 8. Gambar 4.2.b. Grafik Perbedaan Suhu Antara Furnace

Standar dengan Indikasi Temperatur Termokopel yang

Dikalibrasi ... 57 9. Gambar 4.3.a. Skema Pemasangan Peralatan

(9)

Calibrator Standar Belum Memiliki Fungsi Koreksi Kebenaran Temperatur dan Termokopel

Standar Sebagai Acuan Kalibrasi Tidak Tersedia ... 61

10. Gambar 4.3.b. Grafik Perbedaan Suhu Antara Furnace Standar dengan True Temperature ... 70

11. Gambar 4.4.a. Skema Pemasangan Peralatan Untuk Mengkalibrasi Termokopel dengan Loop Resistance... 75

DAFTAR TABEL

NO Judul Hal 1. Tabel 3.1. Koefisien spesifik termokopel………... 18

2. Tabel 3.2. Keuntungan dan kerugian penggunaan metode standar ... 30

3. Tabel 3.3. Keuntungan dan kerugian penggunaan metode yang dikembangkan oleh laboratorium ... 30

4. Tabel 3.4. Keuntungan dan kerugian penggunaan metode standar ... 31

5. Tabel 4.1. Contoh Rekaman Kalibrasi ... 39

6. Tabel 4.2. Loop Analisa Kasus yang Sering Dijumpai dalam Pelaksanaan Kalibrasi ... 40

7. Tabel 4.3. Loop Analisa Masalah Teknis yang Dijumpai dalam Pelaksanaan Kalibrasi Termokopel Tipe-K ... 43

8. Tabel 4.4. Loop Analisa Hal – Hal yang Berpotensi Menimbulkan Masalah dalam Proses Kalibrasi ... 48

9. Tabel 4.5. Data Hasil Percobaan ... 56

10. Tabel 4.6.a. Data Percobaan ... 62

11. Tabel 4.6.b. Data Hasil Percobaan ... 69 12. Tabel 4.6.c. Data Hasil Percobaan

(10)

untuk mendapatkan true temperature... 71 13. Tabel 4.7.a. Data Percobaan ... 76 14. Tabel 4.7.b. Data Hasil Percobaan ... 79

BAB I PENDAHULUAN

1. 1. LATAR BELAKANG

Dalam dunia industri, peralatan instrumentasi merupakan bagian yang sangat vital untuk menjalankan proses produksi. Fungsi dari peralatan instrumentasi adalah untuk pengukuran (measurement) dan sebagai pengendali (controllable) proses operasi pabrik.

Termokopel merupakan salah satu peralatan intrumentasi elektrik yang berfungsi sebagai sensor suhu. Termokopel adalah sensor yang paling banyak digunakan dalam pengukuran temperatur di industri-industri, seperti pengukuran temperatur pada proses peleburan alumina di PT INALUM.

(11)

kebenaran konvensional nilai penunjukan alat ukur dan bahan ukur dengan cara membandingkan terhadap standard ukurannya yang mampu telusur ke standard nasional untuk satuan ukuran maupun internasional.

Adapun tujuan kalibrasi adalah menjamin hasil-hasil pengukuran sesuai dengan standar nasional maupun internasional, dan manfaat dari kalibrasi adalah menjaga kondisi instrumen ukur dan bahan ukur agar tetap sesuai dengan spesifikasinya. Itulah sebabnya mengapa kalibrasi terhadap peralatan instumen seperti termokopel sangat penting untuk dilaksanakan.

Proses yang terjadi di pabrik peleburan aluminium merupakan banyak kaitannya dengan temperatur, maka termokopel sebagai sensornya, sangat perlu dikalibrasi secara berkala karena akan mempengaruhi hasil produksi.

Menyadari pentingnya tentang kalibrasi maka penulis merasa tertarik membahas tentang “TEKNIK KALIBRASI THERMOCOUPLE TYPE – K” di “PT. INALUM, KUALA TANJUNG” sebagai judul karya akhir.

1.2. TUJUAN PEMBAHASAN

Adapun yang menjadi tujuan dalam penulisan karya akhir ini adalah :

(12)

1.3. BATASAN MASALAH

Agar pembahasan masalah dalam karya akhir ini tidak meluas, penulis membatasi ruang lingkup pembahasan karya akhir hanya kepada beberapa hal yaitu:

1. Prinsip kerja termokopel dalam hal ini hanya menjelaskan terjadinya tegangan listrik antara ujung-ujung sambungan akibat perbedaan temperatur.

2. Cara pengukuran temperatur dengan termokopel .

3. Kalibrasi termokopel dijelaskan hanya dari teknis pelaksanaan saja.

1.4. METODE PEMBAHASAN

Metode pembahasan yang dipergunakan dalam penulisan karya akhir ini antara lain sebagai berikut:

1. Dengan mempelajari secara teoritis dan pengamatan langsung selama kerja praktek (KP), serta melakukan diskusi dengan pembimbing lapangan dan operator lapangan.

2. Melakukan diskusi dengan dosen pembimbing 3. Dengan cara studi kepustakaan

1.5. SISTEMATIK PEMBAHASAN

(13)

BAB I: PENDAHULUAN

Pada bab ini akan membahas pengertian termokopel, tujuan penulisan tugas akhir.

BAB II: PENGUKURAN/ PENGATURAN TEMPERATUR

FURNACE

Pada bab ini akan membahas pengertian sistem pengaturan (sistem pengaturan otomatis, tujuan sistem pengaturan), sistem pengukuran otomatis, fungsi-fungsi alat ukur, tujuan pengukuran, cara kerja pengukuran/ pengaturan temperatur furnace, bagian-bagian dan fungsi komponen dari furnace.

BAB III: TERMOKOPEL SEBAGAI SENSOR TEMPERATUR

Pada bab ini akan membahas pengertian termokopel dan jenis-jenisnya, prinsip kerja termokopel, karateristik beberapa jenis termokopel, metode pengukuran temperatur dengan termokopel, kalibrasi termokopel ( defenisi kalibrasi, tujuan dan manfaat kalibrasi, selang kalibrasi, kategori kalibrasi internal dan eksternal), cara pengkalibrasian termokopel.

(14)

Pada bab ini akan membahas cara mengkalibrasi termokopel secara teknis dan permasalahan yang terjadi di dalamnya.

BAB VI: KESIMPULAN DAN SARAN

Pada bab ini akan membahas tentang kesimpulan dan saran

BAB II

PENGUKURAN / PENGATURAN TEMPERATUR FURNACE

II.1.PENGRETIAN SISTEM PENGATURAN

Dalam pengertian sederhana sistem adalah kombinasi dari beberapa komponen yang bekerja bersama-sama dan melakukan besaran tertentu. Jadi sistem kontrol adalah pengaturan/ pengendalian terhadap satu atau beberapa besaran (variabel parameter) sehingga pada suatu harga atau dalam suatu rangkuman harga (range) tertentu.

II.1.1. Sistem Pengaturan Otomatis

(15)

II.1.2 Tujuan Sistem Pengaturan

Tujuan utama sistem pengaturan adalah untuk mendapatkan optimasi pengukuran dimana hal ini dapat diperolah berdasarkan fungsi dari sistem kontrol itu sendiri, yaitu pengukuran (measurement), membandingkan (comperesion), pencatatan dan perhitungan (computation) dan perbaikan (convection).

II.2. SISTEM PENGUKURAN SECARA UMUM

Umumnya pengukuran membutuhkan instrumen sebagai alat fisis untuk menentukan suatu besaran (kuantitas) atau variabel. Instrumen tersebut membantu memudahkan manusia dalam memperoleh pengukuran yang akurat dan dalam hal memungkinkan seseorang untuk mengetahui nilai suatu besaran yang tidak diketahui. Tanpa bantuan instrumen tersebut manusia akan sulit menentukan nilai pengukuran secara akurat.

Mengukur adalah salah satu langkah yang dilakukan sebelum melakukan tiga langkah lainnya. Kontrol tidak akan mengerti apakah ukuran variabel benar-benar mewakili proses variabel dengan akurat atau tidak jika tidak ada sensor yang mengukur.

(16)

II.3. TUJUAN PENGUKURAN

Suatu instrumen digunakan untuk mencari hasil suatu hasil pengukuran yang diukur. Hasil pengukuran inilih yang disebut data, data digunakan sebagai informasi, informasi dibutuhkan untuk pengelolaan suatu sistem. Dengan demikian pengukuran yang akurat dan valid sangat dibutuhkan.

Gambar 2.1. Blok diagram testing termokopel otomatis

II.4. CARA KERJA PENGATURAN TEMPERATUR FURNACE

(17)

untuk mengubah besaran temperatur panas menjadi besaran tegangan. Termokopel yang digunakan adalah termokopel type-K. Pada dasarnya termokopel ini terbuat dari dua buah kawat yang berbeda jenisnya. Termokopel type-K ini terbuat dari perpaduan antara Cromer (positif) dengan Alumel (negatif) yng mempunyai range pengukuran dari 0 ºC sampai dengan 1000 ºC. Untuk pengukuran/ pengaturan temperatur furnace dimulai dari tranduser berupa termokopel, tipe-K, dan tegangan keluaran yang dihasilkan dari tranduser kemudian diperkuat oleh rangkaian penguat untuk menghasilkan keluaran yang dikehendaki. Dari hasil keluaran penguat masuk ke kontrol kemudian masuk ke rangkaian elemen pemanas. Dalam pengukuran/ pengaturan temperatur furnace yang merupakan pengendali temperatur pada elemen pemenas adalah SCR, yaitu SCR akan bekerja dalam batas- batas atau daerah-daerah tertentu. Jika output mencapai suatu harga tertentu maka aliran energi akan berhenti. Misalnya jika temperatur yang dihasilkan termokopel menurut pengukuran terlalu tinggi maka pengendali atau SCR akan berfungsi sebagai pemutus (off), dan dengan demikian mengurangi besarnya temperatur. Jika temperatur terlalu rendah, SCR akan berfungsi sebagai penghubung (on).

(18)

Adapun bagian-bagian dan fungsi komponen dari furnace yaitu dari Tranducer input, Penguat, Kontrol, Pengubah DC ke AC, Elemen pemanas dan Objek. Bagian-bagian dari komponen tersebut dapat dijelaskan sebagai berikut :

II.5.1. Termokopel sebagai Tranducer Input

Tranducer merupakan suatu alat yang dapat mengkonversikan signal non listrik menjadi signal listrik. Tranducer sangat banyak digunakan pada peralatan-peralatan ataupun pada sistem mekanik maupun sistem elektrik.

Berdasarkan cara kerja daripada tranducer dapat dibagi atas dua jenis yaitu :

II.5.1.1 Transducer aktif

Transduser ini bekerja tanpa adanya pengaruh dari luar. II.5.1.2. Transducer Pasif

Transduser ini bekerja apabila adanyapengaruh daya dari luar.

Termokopel merupakan transducer aktif karena termokopel ini merupakan transducer yang sangup mengubah signal non listrik (panas) menjadi signal listrik (tegangan).

II.5.2. Penguat

(19)

inputnya. Dan yang diperkuat adalah tegangan Dc yang kemudian diumpan ke kontrol.

II.5.3. Kontrol

Rangkaian kontrol ini berfungsi untuk mengontrol kerja dari elemem pemanas.

II.5.4. DC ke AC

Rangkain ini diperlukan untuk mengubah arus DC ke arus AC yang kemudian digunakan sebagai sumber untuk mengendalikan SCR pada rangkaian pemanas.

II.6.5. Rangkaian Pemanas

Rangkaian pemanas digunakan untuk memenaskan furnace yang sesuai dengan pengesetan temperatur tranducer.

(20)

Gambar 2.3. Furnace Electric

Acuan temperatur dibuat pada rangkaian trasducer. Yang mana satu kaki disambungkan ke resisten variabel yang berfungsi sebagai sett zero dan yang satu lagi disambungkan ke bagian tegangan refrence. Sebelum sinyal tranduser dimasukkan ke kontrol maka sinyal tersebut diperkuat oleh rangkaian penguat. Pada kontrol sinyal tersebut digunakan untuk mengendalikan rangkaian pemanas dan read out. Tegangan digunakan untuk catu daya alat kontrol dan elemen pemanas.

(21)

BAB III

TERMOKOPEL SEGAGAI SENSOR TEMPERATUR

III.1. PENGERTIAN TERMOKOPEL

(22)

termokopel adalah sepasang kawat logam yang tidak sama jenisnya dihubungkan bersama-sama yang apabila kedua ujungnya masing-masing dimasukkan ke dalam dua tempat yang berbeda suhunya, maka timbul gaya gerak listrik (ggl). Tegangan gerak listrik dipengaruhi oleh temperatur antara kedua ujungnya.

III.2. PRINSIP KERJA TERMOKOPEL

(23)

hasil. Sangat penting diingat bahwa termokopel mengukur perbedaan temperatur di antara 2 titik, bukan temperatur absolut.

Gambar 3.1. Hubungan Termokopel

(24)

sirkuit mereka yaitu peralatan lain yang sensitif terhadap suhu (seperti termistor atau dioda) untuk mengukur suhu sambungan input pada peralatan, dengan tujuan khusus untuk mengurangi gradiasi suhu di antara ujung-ujungnya. Di sini, tegangan yang berasal dari hubungan dingin yang diketahui dapat disimulasikan, dan koreksi yang baik dapat diaplikasikan. Hal ini dikenal dengan kompensasi hubungan dingin. Biasanya termokopel dihubungkan dengan alat indikasi oleh kawat yang disebut kabel ekstensi atau kompensasi. Tujuannya sudah jelas. Kabel ekstensi menggunakan kawat-kawat dengan jumlah yang sama dengan kondoktur yang dipakai pada termokopel itu sendiri. Kabel-kabel ini lebih murah daripada kabel termokopel, walaupun tidak terlalu murah, dan biasanya diproduksi pada bentuk yang tepat untuk pengangkutan jarak jauh umumnya sebagai kawat tertutup fleksibel atau kabel multi inti. Kabel-kabel ini biasanya memiliki spesifikasi untuk rentang suhu yang lebih besar dari kabel termokopel. Kabel ini direkomendasikan untuk keakuratan tinggi. Kabel kompensasi pada sisi lain, kurang presisi, tetapi murah.

(25)

termokopel. Pemilihan ini menghasilkan tegangan yang proporsional terhadap beda suhu antara sambungan panas dan dingin, dan kutub harus dihubungkan dengan benar sehingga tegangan tambahan ditambahkan pada tegangan termokopel, menggantikan perbedaan suhu antara sambungan panas dan dingin.

III.2.1. Perhitungan Koreksi

Karakteristik termokopel yang diberikan oleh tabel atau oleh diagram, koresponden dengan suhu referensi 0 °C. Jika suhu referensi actual (tr),

berbeda dari nilai nominal (trn), maka kesalahan akan timbul. Jika suhu

referensi terlalu tinggi dari referensi nominal (tr1 > trn), seperti yang

ditunjukkan gambar 3.2.(a) maka nilai pengukuran dari e.m.f. (E') terlalu rendah. Sebuah koreksi akan ditambahkan sehingga e.m.f. yang terkoreksi adalah: (Eckersdorf. K, Michalski. L and McGhee. L., 1991. Temperature Measurment. John Wiley & Sons Ltd. England, Hal: 78)

E = E' + ∆E1 (3.1)

Koreksi ∆E 1, bisa dibaca dari karakteristik termokopel untuk

perbedaan suhu (tr1 - trn). Gambar 3.2.(a) mendemonstrasikan bagaimana

suhu yang benar (true temperature) bisa dicari dari karakteristik yang sama. Sama halnya bila suhu referensi terlalu rendah dari referensi nominal (tr2 < trn). e.m.f. yang terkoreksi adalah: (Eckersdorf. K,

Michalski. L and McGhee. L., 1991. Temperature Measurment. John Wiley

(26)

E = E' - ∆E2 (3.2)

Gambar 3.2. Grafik cara untuk menemukan koreksi ∆E, untk e.m.f. termokopel E, ketika referensi temperatur tr berbeda dari harga nominalnya

trn .

Sekali lagi koreksi ∆E2, bisa dicari seperti yang ditunjukkan dalam gambar

3.2.(b). Jika koneksi instrumen pengukuran dikalibrasi dalam °C pada suhu referensi nominal (trn), maka untuk suhu referensi lainnya katakanlah tr1,

kebenaran pengukuran suhu (tt), bisa ditemukan. e.m.f. E' yang

berkoresponden dengan suhu indikasi (ti), serta kesalahan dalam e.m.f. ∆E,

pada perbedaan dalam referensi temperatur (tr1 - trn), keduanya dapat

(27)

e.m.f. menjadi E = E' ± ∆E , yang darinya berkoresponden dengan nilai

benar suhu (tt), dapat dicari. Dengan cara yang sama koreksi-koreksi bisa

ditemuka n dari tabel termokopel. Contoh soal:

Instrumen pengukuran telah dikalibrasi untuk termokopel tipe-K pada suhu referensi nominal trn = 0 °C. Pada suhu referensi tr = 30 °C, suhu indikasi

adalah ti = 830 °C. Dengan menggunakan tabel, cari nilai dari e.m.f. yang

berkorespon dengan tr . Dapatkan koreksi e.m.f. dan cari suhu sebenarnya

dari tabel.

Penyelesaian: dari tabel termokopel, pada suhu ti = 830 °C,

E' = 34.50 mV Masih dari tabel, korespoden untuk tr = 30 °C,

∆E = 1.20 mV

Harga koreksi dari e.m.f adalah:

E = E' + ∆E = 34.50 + 1.20 = 35.70 mV

Dari tabel termokopel untuk E = 35.70 mV kebenaran suhu, tt = 860 °C

Rumus disederhanakan untuk perhitungan nilai kebenaran e.m.f. Rumus yang valid untuk temperatur 0 < tr < 50 0C, memiliki bentuk

universal: (Eckersdorf. K, Michalski. L and McGhee. L., 1991. Temperature Measurment. John Wiley & Sons Ltd. England, Hal: 80)

(28)

Dimana E adalah e.m.f. pada trn = 0 0C, E' adalah e.m.f. pada tr ≠ 0 0C dan

tr adalah nilai aktual dari suhu referensi dalam 0C. Koefisien k1 dan k2

memiliki nilai yang terikat pada spesifik termokopel. Spesifik termokopel tersebut diberikan pada tabel dibawah ini.

Tabel 3.1. Koefisien spesifik termokopel

Thermocoupel k1(mV/ 0C) K2 (mV/ 0C2))

Untuk mengilustrasikan aplikasi informasi ini contoh numerik yang sama seperti di atas bisa dipertimbangkan. Dalam kasus ini e.m.f. bisa dihitung dengan menggunakan persamaan (3.3), yaitu nilai E = 34.54 + 0.0404 x 30 = 34.54 + 1.21 = 35.75 mV. Secara praktis hasilnya sama.

III.2.1. Loop Resistansi

Loop resistansi yaitu jumlah dari resistansi – resistansi setiap elemen di dalam loop eksternal untuk pengukuran instrumen.

(29)

termokopel menghendaki empat buah data. Kemudian, pertimbangkanlah kawat A dan B yang memiliki resfektif resistansi RA dan RB pada

temperatur 20 0C dan juga resfektif terhadap koefisien resistansi suhu A

dan B. Jika rata – rata temperatur, melebihi ambient temperatur, M maka

RT menjadi: (Eckersdorf. K, Michalski. L and McGhee. L., 1991.

Temperature Measurment. John Wiley & Sons Ltd. England, Hal: 87)

RT = RA20(1 + A M) + RB20(1 + B M) (3.4)

Nilai untuk RA dan RB dapat dikalkulasi dari data dalam tabel

characteristic data of standardized thermocoupels wires. (lampiran)

Contoh Soal

Hitung resistansi dari sebuah termokopel NiCr – NiAl yang menggunakan kabel dengan diameter 1.5 mm dan panjang 600 mm. Temperatur yang terukur adalah 1000 0C dan ambient temperatur, ta , adalah 20 0C.

Penyelesaian:

Dengan data dalam tabel characteristic data of standardized thermocoupels wires. (lampiran)

RT = 0.6x0.410(1+0.25x10-3x 980/2) + 0.6x0.169(1+1.8x10-3x 980/2)

RT = 0.47

III.3. JENIS-JENIS TERMOKOPEL

(30)

 Tipe K (Chromel (Ni-Cr alloy) / Alumel (Ni-Al alloy))

Termokopel untuk tujuan umum. Lebih murah. Tersedia untuk rentang suhu −200 °C hingga +1200 °C.

 Tipe E (Chromel / Constantan (Cu-Ni alloy)). Tipe E memiliki

output yang besar (68 µV/°C) membuatnya cocok digunakan pada temperatur rendah. Properti lainnya tipe E adalah tipe non magnetik.

 Tipe J (Iron / Constantan) Rentangnya terbatas (−40 hingga +750

°C) membuatnya kurang populer dibanding tipe K. Tipe J memiliki sensitivitas sekitar ~52 µV/°C

 Tipe N (Nicrosil (Ni-Cr-Si alloy) / Nisil (Ni-Si alloy)) Stabil dan

tahanan yang tinggi terhadap oksidasi membuat tipe N cocok untuk pengukuran suhu yang tinggi tanpa platinum. Dapat mengukur suhu di atas 1200 °C. Sensitifitasnya sekitar 39 µ V/°C pada 900°C, sedikit di bawah tipe K. Tipe N merupakan perbaikan tipe K

 Type B (Platinum-Rhodium/Pt-Rh) Cocok mengukur suhu di atas

1800 °C. Tipe B memberi output yang sama pada suhu 0°C hingga 42°C sehingga tidak dapat dipakai di bawah suhu 50°C.

 Type R (Platinum /Platinum with 7% Rhodium) Cocok mengukur

suhu di atas 1600 °C. sensitivitas rendah (10 µV/°C) dan biaya tinggi membuat mereka tidak cocok dipakai untuk tujuan umum.

 Type S (Platinum /Platinum with 10% Rhodium) Cocok mengukur

(31)

tinggi membuat mereka tidak cocok dipakai untuk tujuan umum. Karena stabilitasnya yang tinggi Tipe S digunakan untuk standar pengukuran titik leleh emas (1064.43 °C).

 Type T (Copper / Constantan) Cocok untuk pengukuran antara −200 to 350 °C. Konduktor positif terbuat dari tembaga, dan yang

negatif terbuat dari constantan. Sering dipakai sebagai alat pengukur alternatif sejak penelitian kawat tembaga. Type T memiliki sensitifitas ~43 µV/°C.

Keterangan: Termokopel tipe B, R, dan S adalah termokopel logam mulia

yang memiliki karakteristik yang hampir sama. Mereka adalah termokopel yang paling stabil, tetapi karena sensitifitasnya rendah (sekitar 10 µV/°C) mereka biasanya hanya digunakan untuk mengukur temperatur tinggi (>300 °C).

III.4. KARAKTERISTIK BEBERAPA JENIS TERMOKOPEL

Gambar 3.3. memperlihatkan tge termal untuk beberapa bahan termokopel yang lazim. Nilai yang diperlihatkan didasarkan pada temperatur referensi sebesar 0 °C.

(32)

dengan ketat. Karena termokopel biasanya berada pada lokasi yang jauh dari instrumen pencatat, sambungan-sambungan dibuat dengan menggunakan kawat-kawat perpanjangan (extention wires) khusus yang disebut kawat-kawat kompensasi adalah dari bahan yang sama dengan kawat type termokopel.

Termokopel tersedia dari pabrik bersama sertifikat kalibrasinya atau bersama sertifikat uji yang didasarkan pada perbandingan presesi terhadap termokopel yang disahkan oleh laboratorium penguji dan kalibrasi.

(33)

Gambar 3.3. Tegangan keluaran sebagai fungsi temperatur untuk berbagai bahan termokopel.

Pada umumnya yang digunakan dalam industri-industri adalah: Cooper-Constanta (CRC), Iron-Cooper-Constanta (IC), Crromel-Cooper-Constanta (CC), Chromel-Allumel (CA) dan Platinum-Platinum Rhodium (PR).

III.5. KAWAT PERPANJANGAN

(34)

Kawat perpanjangan (extension wires) berbeda berdasarkan jenis termokopel. Kode warna dibuat untuk mengenali kawat perpanjangan. Setiap negara berbeda dalam memberikan kode warna pada kawat perpanjangan. Selanjutnya kawat perpanjangan tersebut dapat dilihat pada lampiran.

III.6. PENGUKURAN TEMPERATUR

Pengoperasian alat ukur, banyak tergantung pada prinsip-prinsip dasar listrik. Hampir semua sistem pengumpulan, transmisi dan analisis data tergantung pada peralatan elektronik. Sebagai contoh, pengukuran temperatur, alat ukur temperatur dilengkapi dengan tranducer, yaitu alat untuk mengubah temperatur pada setiap saat menjadi tegangan listrik (voltage) yang setara. Tegangan tersebut, kemudian ditransmisikan ke stasiun penerima dan setiap tahap proses tersebut digunakan piranti listrik.

Temperatur merupakan konsep yang menyatakan apakah suatu benda tersebut panas atau dingin. Tahanan listrik, tekanan, dan volume akan mengalami perubahan apabila temperatur berubah. Metode pengukuran temperatur tersebut sangat luas pemakaiannya. Penggunaan metode tersebut tersebut cukup teliti bila alat tersebut telah dikalibrasi dan dikompensasi dengan baik.

(35)

Pengertian kalibrasi menurut ISO/IEC Guide

17025:2005 dan Vocabulary of International Metrology (VIM) adalah

serangkaian kegiatan yang membentuk hubungan antara nilai yang ditunjukkan oleh instrumen ukur atau sistem pengukuran, atau nilai yang diwakili oleh bahan ukur, dengan nilai-nilai yang sudah diketahui yang berkaitan dari besaran yang diukur dalam kondisi tertentu. Dengan kata lain, kalibrasi adalah kegiatan untuk menentukan kebenaran konvensional nilai penunjukkan alat ukur dan bahan ukur dengan cara membandingkan terhadap standar ukur yang mamputelusur (traceable) ke standar nasional untuk satuan ukuran dan/ atau internasional.

III.7.2. Tujuan dan Manfaat Kalibrasi

a. Tujuan Kalibrasi adalah:

1. Menentukan deviasi kebenaran

konvensional nilai penunjukkan suatu instrumen ukur, atau devisiasi dimensi nasional yang seharusnya untuk suatu bahan ukur.

(36)

3. Untuk mencapai ketertelusuran pengukuran. Hasil pengukuran dapat dikaitkan/ditelusur sampai ke standar yang lebih tinggi/teliti (standar primer nasional dan/ internasional), melalui rangkaian perbandingan yang tak terputus.

b. Manfaat Kalibrasi adalah sebagai berikut:

1. Menjaga kondisi instrumen ukur dan bahan ukur agar tetap sesuai dengan sfesifikasinya.

2. Untuk mendukung sistem mutu yang diterapkan di berbagai industri pada peralatan laboratorium dan produksi yang dimiliki.

3. Dengan melakukan kalibrasi, bisa diketahui seberapa jauh perbedaan (penyimpangan) antara harga benar dengan harga yang ditunjukkan oleh alat ukur.

III.7.3. Periode (Selang) Kalibrasi

(37)

metrologis makin panjang selang kalibrasinya. Dan bila ditinjau dari tujuan pemakaiannya, semakin kritis dampak hasil ukurannya semakin pendek selang kalibrasinya.

Jadi secara umum selang kalibrasi dipengaruhi oleh: - Jenis Alat Ukur

- Frekuensi Pemakaian - Pemeliharaanya

Selang waktu kalibrasi biasanya dinyatakan dalam beberapa cara, yaitu: 1. Dinyatakan dalam waktu kalender.

2. Dinyatakan dalam waktu pemakaian 3. Kombinasi cara pertama dan kedua.

Berikut ini contoh selang kalibrasi untuk beberapa instrumen tertentu : 1. Termokopel : 12 bulan

2. Thermocontroller : 12 bulan

3. Hygrometer : 6 bulan

4. Micromrter : 3 bulan

III.7.4. Pengertian Metode Pengujian dan Metode Kalibrasi

(38)

proses atau jasa, sesuai dengan prosedur yang telah ditetapkan. Sedangkan laboratorium kalibrasi adalah laboratorium yang melaksanakan serangkaian kegiatan yang membentuk hubungan antara nilai yang ditunjukkan oleh instrumen pengukur atau sistem pengukuran, atau nilai yang diwakili oleh bahan ukur, dengan nilai-nilai yang sudah diketahiu yang berkaitan dari besaran yang diukur dalam kondisi tertentu.

Berdasarkan defenisi tersebut, jelas diperlukan metode pengujian dan/ metode kalibrasi untuk mendukung kegiatan operasional laboratorium. Metode pengujian dan/ atau metode kalibrasi adalah prosedur teknis tertentu untuk melaksanakan pengujian dan/ atau kalibrasi.

Laboratorium harus memilih metode yang sesuai yang sudah dipublikasikan dalam standar internasional, regional atau nasional, atau oleh organisasi teknis yang mempunyai reputasi, atau dari teks maupun jurnal ilmiah yang relevan, atau sesuai dengan spesifikasi pabrik pembuat.

Pada umumnya, laboratorium dapat menggunakan metode pengujian dan/ atau kalibrasi tergantung dari sifat dasar dari pekerjaan itu sendiri. Karena itu laboratorium dapat menggunakan:

a. Metode standar yang dipublikasikan secara nasional, regional, atau internasional

(39)

konsisten. Penggunaan stsandar nasional, regional, atau internasional yang berisi informasi yang cukup dan ringkas untuk melakukukan pengujian dan tidak perlu ditambah atau ditulis ulang sebagaimana prosedur internal, sehingga dapat digunakan oleh analis yang bersangkutan. Selain itu, saat penerapan terkadang diperlukan dokumen tambahanuntuk langkah-langkah yang lebih detail dalam rincian tahapan metode. Contoh metode yang dipublikasikan oleh badan standar internasional atau nasional, seperti: Standar Nasioanal Indonesia (SNI), International Organization for Standardization (ISO), American Standard for Testing and Materials (ASTM), American Public Health Administration (APHA), World Health Organization (WHO), dll.

b. Metode terpublikasi

(40)

c. Metode yang dikembangkan sendiri oleh laboratorium

Penggunaaan metode yang dikembangkan oleh laboratorium harus merupakan kegiatan yang terencana dan harus ditugaskan kepada personel yang ahli. Rencana harus dimutakhirkan saat pengembanagan mulai dilakukan dan harus dipastikan adanya komunikasi yang efektif diantara semua personel yang terlibat. Apabila diperlukan metode yang tidak dicakup oleh metode buku, hal ini harus mendapat persetujuan dan harus mencakup spesifikasi yang jelas. Metode yang dikembangkan harue telah divalidasi sebagaimana mestinya sebelum digunakan. Bila laboratorium dapat melaksanakan suatu pengujian dan/ atau kalibrasi dengan menggunakan lebih dari satu metode, maka pemilihan metode harus didasarkan kepada faktor eksternal seperti, jenis sampel yang akan diuji atau barang yang akan dikalibrasi, peraturan perundang-undangan dan pada faktor internalnya seperti peralatan, kompetensi personal, waktu dan biaya, keselamatan dan kesehatan.

Tabel 3.2. Keuntungan dan kerugian penggunaan metode standar Metode Standar

Keuntungan Kerugian

a) Dikenal dan diterima secara

nasional maupun internasional

a) Tidak spesifik

b) Memungkinkan untuk

membandingkan hasil yang

diperoleh laboratorium yang

b) Sering terlalu komplek, lambat,

atau biaya mahal untuk tujuan

(41)

berbeda

c) Minimalisasi pelatihan ulang

terhadap personel yang pindah dari

satu laboratorium ke laboratorium

yang lain

c) Beberapa standar internasional

tidak tersedia sebagai metode

yang ringkas

d) Telah dieveluasi dan dicoba secara

hati-hati sebelum diterbitkan, untuk

meminimalisasi resiko atau masalah

yang tidak diharapkan

d) Tidak mewakili teknologi saat

ini karwena proses kaji ulang

yang lambat dari organisasi

nasional atau internasional yang

menerbitkan metode standar.

e) Biasanya tersedia data untuk

akurasi, presisi, dan bias yang

dihasilkan dari uji banding

f) Biasanya direvisi ulang dan

dimutakhirkan secara berkala.

Tabel 3.3. Keuntungan dan kerugian penggunaan metode yang dikembangkan oleh laboratorium

Metode yang dikembangkan oleh laboratorium (In-house methods)

a) Biasanya mencerminkan teknologi

saat ini

a) Sering dikembangkan dalam

suatu laboratorium namun tidak

divalidasi melalui uji banding

antar laboratorium

b) Sering merefleksikan kebutuhan

spesifik laboratorium.

b) Data presisi, akurasi dan bias

tidak tersedia atau tidak handal

c) Tahapan prosedur

(42)

dihilangkan

d) Sering harus dikembangkan

lebih jauh atau dimodifikasi

untuk memenuhi kebutuhan

laboratorium

e) Sering tidak diterima luas baik

secara nasional maupun

internasional

f) Dilakukan kaji ulang atau revisi

berdasarkan umpan balik dari

pengguna.

Tabel 3.4. Keuntungan dan kerugian penggunaan metode standar Metode Standar

a) Dikembangkan untuk memenuhi

kebutuhan laboratorium dengan

menggunakan sumber daya yang

ada

a) Dikembangkan untuk tujuan

khusus, sehingga tidak

dimungkinkan untuk diterapkan

pada tujuan lain

b) Dikembangkan untuk suatu tugas

khusus

b) Kemungkinan diterima secara

nasional atau internasional kecil

c) Sering lebih murah dan lebih cepat c) Kadang-kadang sedikit bahkan

tidak ada data yang trsedia

untuk akurasi, presisi, dan bias

d) Mudah dikaji ulang dan

dimutakhirkan.

d) Biasanya tidak valid untuk uji

banding antar laboratorium

(43)

tesembunyi disebabkan dasar

teori yang sering tidak

dimengerti secara penuh

f) Merupakan tugas besar untuk

pengembangan, validasi, dan

dokumentasi suatu metode.

III.8. KATEGORI KALIBRASI

Kalibrasi di PT. Inalum di katagorikan menjadi dua yaitu : 1. Kalibrasi Internal

2. Kalibrasi Eksternal

III.8.1. Kalibrasi Internal

Kalibrasi Internal merupakan pekerjaan kalibrasi yang dilakukan oleh

Inalum. Untuk dapat Kalibrasi Internal ini PT. Inalum harus memiliki

syarat – syarat seperti di bawah ini: 1. Alat kalibrasi yang mampu telusur.

2. Mempunyai teknisi kalibrasi yang berkualifikasi. 3. Mempunyai metode / prosedur kalibrasi.

III.8.2. Kalibrasi Eksternal

(44)

juga instrumen operasionalyang lokasi kalibrasi dapat dilakukan di luar perusahaan ataupun di dalam perusahaan. Dari penjelasan kalibrasi internal dan eksternal diatas maka dapat dibuat tabel kalibrasi PT. Inalum.

BAB IV

(45)

IV.1. KESIAPAN LABORATORIUM

Sebelum pelaksanaan kalibrasi ada beberapa hal yang harus diperhatikan dan dilakukan berkaitan dengan lingkungan laboratorium kalibrasi. Adapun hal–hal yang perlu dilakukan adalah:

1. Menjaga stabilitas tegangan listrik.

2. Menjaga suhu ruangan agar tidak lebih dari 25 ºC. 3. Menjaga kelembaban udara agar tidak lebih dari 70 %.

4. Menjaga noise agar tidak melebihi batas yang diizinkan yaitu sekitar 49 dB.

5. Menghindari gelombang elektromagnetik yang tinggi.

6. Menghindari getaran yang berlebihan pada lantai ruang kalibrasi.

IV.2. TEKNIK KALIBRASI TERMOKOPEL TIPE-K

Dalam mengkalibrasi termokopel tipe – K ada beberapa tahapan yang harus dilakukan yaitu: persiapan, pelaksanaan, verifikasi, rekaman.

IV.2.1. Persiapan

Persiapan merupakan langkah – langkah awal yang dilakukan pada peralatan yang dibutuhkan sebelum melaksanakan kalibrasi. Adapun langkah – langkah persiapan yang harus dilakukan adalah sebagai berikut:

a. Siapkan work order dan formulir rekaman

(46)

c. Periksa secara visual kondisi peralatan yang akan dikalibrasi

d. Sediakan termokopel tipe-K standar dan termokopel yang akan dikalibrasi

e. Sediakan furnace standar dan instrumen kalibrator standar beserta tool-set yang diperlukan

f. Pastikan indikator menunjuk nol dan set jika diperlukan

g. Pastikan battery masih bagus untuk peralatan yang memakai battery dengan “check battery” fasilitas

h. Pasangkan semua kabel power supply peralatan

i. Pasangkan semua peralatan sesuai gambar pemasangan peralatan, seperti pada Gambar 4.1.

j. Pasangkan peralatan sesuai dengan alat yang akan dikalibrasi dan standar yang diperlukan.

(47)

Gambar 4.1. Skema Pemasangan Peralatan Metode Standar

(48)

IV.2. 2. Pelaksanaan

Dalam pelaksanaan kalibrasi ada langkah –langkah yang harus dilakukan sesuai dengan metode pelaksanaan kalibrasi. Adapun langkah – langkah metode pelaksanaan kalibrasi standar yaitu:

a. Masukkan termokopel tipe-K standar dan termokopel tipe-K yang akan dikalibrasi ke furnace standar

b. Hubungkan termokopel tipe-K standar dan termokopel tipe-K yang akan dikalibrasi tersebut ke instrumen kalibrator standar

c. Tentukan nilai pengukuran alat yang dikalibrasi minimum 10 poin, catat pada formulir rekaman

d. Perhatikan kalibrator standar kemudian catat nilai termokopel tipe-K standar (A)

e. Perhatikan kalibrator standar kemudian catat nilai termokopel tipe-K yang dikalibrasi (B)

f. Hitung besar nilai deviasi, dimana deviasi = A-B

g. Hitung nilai ketidakpastian pengukuran jika memungkinkan h. Bandingkan deviasi yang didapat dengan toleransi yang diizinkan i. Bila deviasi yang di dapat lebih besar dari toleransi yang diizinkan

lakukanlah pengejasan bila dianggap perlu dan memungkinkan.

(49)

Setelah proses pelaksanaan kalibrasi dilakukan maka hasilnya akan diverifikasi. Berikut langkah – langkah verifikasi yang dilakukan:

a. Pastikan nilai deviasi lebih kecil atau sama dengan toleransi b. Pastikan limbah akibat pekerjaaan kalibrasi terkontrol dengan baik c. Pastikan selama pekerjaaan kalibrasi tetap memakai safety

protector yang sesuai .

IV.2. 4. Rekaman

Rekaman data hasil pengujian kalibrasi merupakan unsur yang sangat penting dalam keseluruhan proses pengujian kalibrasi, karena rekaman merupakan bukti kegiatan kalibrasi telah dilakukan. Berdasarkan ISO 9000: 2000 rekaman didefinisikan sebagai dokumen yang menyatakan hasil yang dicapai atau sebagai bukti pelaksanaan kegiatan. Dalam hal ini rekaman dapat berupa hard copy atau media elektronik. Karena itu, rekaman dapat dipakai, misalnya, untuk mendukumentasikan ketelusuran dan memberi bukti verifikasi, tindakan pencegahan, dan tindakan perbaikan. Pengamatan, pencatatan data, perhitungan harus direkam pada saat pengujian kalibrasi dilakukan serta dapat di identifikasi.

Untuk meminimalisasi kesalahan kesalahan rekaman teknis laboratorium harus melakukan usaha – usaha antara lain:

(50)

b) Perhitungan kembali dengan metode yang berbeda bila memungkinkan

c) Verifikasi data atau hasil perhitungan oleh penyelia.

Rekaman kalibrasi paling sedikit memiliki informasi sebagai berikut: a) Identifikasi peralatan meliputi: nama, toleransi yang diizinkan, tipe,

merk peralatan

b) Ruang lingkup kalibrasi meliputi: tanggal, lokasi, suhu ruang laboratorium kalibrasi

c) Data kalibrasi meliputi: data pengujian atau pengukuran d) Personel kalibrasi meliputi pelaksana dan penyelia.

Tabel 4.1. merupakan contoh rekaman kalibrasi termokopel tipe-K.

NAMA ALAT: TERMOKOPEL

TYPE/ RANGE: CP 12 (CA)/ 0 – 1000 °C NO. IDENTIFIKASI: 5503946

TOLERANSI: ± 1.5 °C

PEMBUAT/ MARK : OMEGA LOKASI: SMALTING PLANT

FASILITAS: TUNGKU PELEBURAN ALUMINA

INSTRUMEN STANDAR KALIBRATOR

1. COMPACT CALIBRATOR CA 100

TYPE: 255701-U3 NO.12V0933599H YEW

2. –

LOKASI KALIBRASI: RUANG KALIBRASI INSTRUMEN

TOLERANSI KET.

(51)

Tabel 4.1. Contoh Rekaman Kalibrasi

Pelaksana Diperiksa Disetuji

Nama Heddy. M Toni Edwarman

Jabatan Ope/ SEM F/ SEM AM/ SEM

T. Tangan

Tanggal 08/02/2000 09/02/2000 09/02/2000

IV.3. KASUS YANG SERING DIJUMPAI DALAM PELAKSANAAN KALIBRASI

Beberapa kasus yang sering dijumpai dalam pelaksanaan kalibrasi diantaranya yaitu:

1. Alat kalibrator terbatas sedangkan peralatan yang akan dikalibrasi sangat banyak, sehingga waktu yang dibutuhkan untuk menyelesaikan kalibrasi tersebut menjadi lama.

2. Tenaga ahli yang bersertifikat masih kurang, sehingga jika ada trouble dalam proses kalibrasi terpaksa menunggu tenaga ahli

tersebut.

3. Spare-part yang dibutuhkan tidak ada, akibatnya harus menunggu sampai spare-part tersebut didapatkan.

4. Spare-part yang dibutuhkan tidak bisa didapatkan, karena pabrikan tidak memproduksinya lagi.

5. Tool-set yang digunakan untuk mengkalibrasi hilang atau rusak. Tabel 4.2. merupakan loop analisa dari sub-bab IV.3.

Tabel 4.2. Loop Analisa Kasus yang Sering Dijumpai dalam Pelaksanaan Kalibrasi

(52)

NO.

KASUS YANG SERING DIJUMPAI DALAM PELAKSANAAN KALIBRASI

PENYEBAB SOLUSI

1. Alat kalibrator terbatas

sedangkan peralatan yang akan

dikalibrasi sangat banyak,

sehingga waktu yang dibutuhkan

untuk menyelesaikan kalibrasi

tersebut menjadi lama.

-Terbatasnya

vital dalam proses

kalibrasi maka

intensifkan

pengadaanya

2. Tenaga ahli yang bersertifikat

masih kurang, sehingga jika

terjadi trouble dalam proses

kalibrasi terpaksa menunggu

tenaga ahli tersebut.

-Petugas tidak

mendapatkan

pelatihan khusus

- Adakan pelatihan

kalibrasi kepada

petugas secara berkala

3. Spare-part yang dibutuhkan

tidak ada, akibatnya harus

menunggu sampai spare-part

tersebut didapatkan.

-Rusak/ tidak bisa

digunakan

-Hilang

-Simpan peralatan

dengan baik sampai

spare-part tersebut

didapatkan

4. Spare-part yang dibutuhkan

tidak mungkin didapatkan lagi.

-Pabrikan tidak

memproduksinya lagi

-Kanibalisme

peralatan yaitu

gunakan komponen

yang masih bagus dari

peralatan yang sudah

rusak sebagai

spere-part

5. Tool-set yang digunakan untuk

mengkalibrasi hilang atau rusak.

-Setelah digunakan

dibiarkan berserakan

-Susun rapi tool-set

(53)

-Dipinjam petugas

lain

digunakan

-Jangan dipinjamkan

kepada petugas lain

selain petugas

kalibrasi

IV.4. MASALAH TEKNIS YANG DIJUMPAI DALAM PELAKSANAAN KALIBRASI TERMOKOPEL

Ada beberapa masalah teknis yang dijumpai dalam pelaksanaan kalibrasi termokopel tipe-K. Berikut ini merupakan contoh masalah beserta solusi pemecahan permasalahannya yaitu:

1. Kawat termokopel sudah terkontaminasi zat-zat kimia

Solusinya :

- Bersihkan terlebih dahulu dengan zat pencuci yang memiliki pH balance, setelah itu dilap dan biarkan kering terlebih dahulu.

- Lakukan kalibrasi sesuai pelaksanaan kalibrasi termokopel - Data hasil kalibrasi jika deviasi lebih besar toleransi yang

diizinkan maka ganti kawat tersebut dengan yang baru.

2. Ketidaktersediaan termokopel standard sebagai acuan kalibrasi

Solusinya :

(54)

3. Walaupun ternokopel sudah diganti dengan yang baru, data-data hasil kalibrasi menunjukkan deviasi lebih besar dari toleransi yang diizinkan.

Solusinya :

- Cek terminal termokopel dan kabel penghubung ke kalibrator, bila tidak memungkinkan segera diganti.

Tabel 4.3. merupakan loop analisa dari sub-bab IV.4.

Tabel 4.3. Loop Analisa Masalah Teknis yang Dijumpai dalam Pelaksanaan Kalibrasi Termokopel Tipe-K

NO. TERMOKOPEL TIPE-K

PENYEBAB SOLUSI

1. Kawat termokopel sudah

terkontaminasi zat-zat

kimia

-Zat kimia yang

terbawa udara

-Zat kimia cair yang

bereaksi dengan

kawat termokopel

- Bersihkan terlebih dahulu

dengan zat pencuci yang

memiliki pH balance, setelah

itu dilap dan biarkan kering

terlebih dahulu.

- Lakukan kalibrasi sesuai

pelaksanaan kalibrasi

termokopel.

- Jika data hasil kalibrasi

menunjukkan deviasi lebih

besar dari

toleransi yang diizinkan

maka ganti kawat tersebut

(55)

2. Ketidaktersediaan

termokopel standard

sebagai acuan kalibrasi

-Rusak atau tidak

memungkinkan

untuk digunakan

- Gunakan tabel

karakteristik referensi

kalibrasi untuk termokopel

type-K (akan dijelaskan pada

sub-bab selanjutnya)

3. Walaupun ternokopel

sudah diganti dengan yang

baru, data-data hasil

kalibrasi menunjukkan

deviasi lebih besar dari

toleransi yang diizinkan.

-korosi pada

terminal termokopel

-Daya hantar listrik

pada kawat

sama dengan kawat

termokopel

tipe-k (NiCr-NiAl)

- Cek terminal termokopel

dan kabel/ kawat

penghubung ke kalibrator,

bila tidak memungkinkan

segera diganti.

IV.5. HAL – HAL YANG BERPOTENSI MENIMBULKAN MASALAH

Sebelum melaksanakan kalibrasi sebaiknya personal kalibrasi mengerti akan hal – hal yang berpotensi menimbulkan masalah, untuk mencegah keburukan yang ditimbulkannya.

(56)

- Udara mengandung gas masam (sulfur dioksida, khlor, karbon dioksida)

- Udara lembab ( kelembaban > 70 %)

- Udara mengandung debu dan partikel mikro

2. Tidak Ada Penstabil Arus

- Arus turun naik tanpa terkendali

- Penstabil arus tidak berfungsi sebagaimana mestinya - Penstabil arus rusak

3. Listrik Mati-Hidup tak menentu

- Paling berbahaya untuk instrumen dengan IC/komputer - Sangat merusak bahan – bahan yang disimpan dalam freezer/refrigrator/kamar ber - AC

4. Jaringan kabel tidak memenuhi syarat

- Menyambung kabel tidak semestinya - Kabel tidak cukup terisolasi

- Ada gulungan-gulungan sehingga timbul arus induksi - Sambungan – sambungan logam berkarat

(57)

- Merupakan kelalaian paling sering untuk instrumen yang memakai batere

- Segera buka batere begitu selesai dipakai.

6. Tidak pernah dikalibrasi

- Makin lama makin rusak

- Kalibrasi tidak berkala/hanya sesekali - Kalibrasi tidak sempurna.

7. Kerusakan kecil dibiarkan

- Kerusakan kecil adalah awal kerusakan besar

- Biasa terlupakan karena terus menerus dipakai atau jarang dipakai

8. Dicuci/ dibersihkan tidak dengan bahan yang tepat

- Harus tahu pencuci/pembersih yang tepat untuk setiap bahan yang berbeda

- Zat pencuci/pembersih yang tidak tepat dapat merusak instrumen

9. Alat dan bahan pencuci/ pembersih tidak tersedia atau tidak lengkap

- Petugas cenderung menggunakan apa yang ada

(58)

- Dianggap masalah kecil sehingga sering diabaikan

11. Mengunakan bahan yang korosif

- Bensin, Asam, Basa, dll

12. Alat dibuka tapi tidak dipakai

- Kalau tidak dipakai, simpan di kotak tertutup di kamar AC dan bebas asam-uap air

- Alat yang hanya sesekali dipakai juga diperlakukan sama

13. Peralatan berserakan ketika direparasi

- Sumber kerusakan karena hilang/rusak

14. Kesalahan pemakai

- Umumnya karena pemakai tidak mengerti, tidak teliti, tidak baca manual

- Sering pemakai tidak bertanya kepada teknis/analis

15. Pemakaian alat bukan untuk tugasnya

(59)

16. Alat pendeteksi faktor lingkungan tidak ada atau tidak berfungsi

- Termometer dinding, higrometer dinding, termohigrometer dinding

- Keasaman udara - Volt-Ampere meter

Tabel 4.4.merupakan loop analisa sub-bab IV.5.

Tabel 4.4. Loop Analisa Hal – Hal yang Berpotensi Menimbulkan Masalah dalam Proses Kalibrasi

NO.

KETERANGAN SOLUSI

1. Udara yang kotor -Udara mengandung gas asam

(sulfur dioksida, khlor, karbon

dioksida) dalam jumlah besar

dapat menyebabkan material

menjadi rusak

- Udara mengandung debu

dan partikel mikro dapat

(60)

2. Tidak Ada Penstabil

Arus

- Arus turun naik tanpa

terkendali, penstabil arus

tidak berfungsi sebagaimana

mestinya, penstabil arus rusak

menyebabkan komponen

 Buat cadangan

penstabil arus

3. Listrik Mati-Hidup tak

menentu

- Paling berbahaya untuk

instrumen dengan

IC/komputer

- Sangat merusak

bahan – bahan yang disimpan

dalam

freezer/refrigrator/kamar ber -

AC

4. Jaringan kabel tidak

memenuhi syarat

- Menyambung kabel tidak

semestinya, kabel tidak cukup

terisolasi, ada

gulungan-gulungan sehingga timbul

arus induksi

- Sambungan –

sambungan logam berkarat

sehingga kemampuan daya

hantar listrik berkurang.

 Gunakan

Socket dalam

penyambungan

kabel

 Gunakan kabel

yang memiliki

standar SNI

 Periksa

instalasi listrik

secara berkala

5. Baterai dibiarkan di

dalam alat yang hanya

- Merupakan kelalaian paling

sering dilakukan untuk

 Segera buka

(61)

sesekali dipakai instrumen yang memakai

baterai, hal tersebut dapat

membuat baterai lemah

sehingga terjadi pemborosan

baterai

selesai dipakai

untuk alat yang

hanya sesekali

dipakai

6. Peralatan kalibrasi

tidak pernah

dikalibrasi

- Kalibrasi tidak

berkala/ hanya sesekali,

kalibrasi tidak sempurna

menyebabkan peralatan makin

lama makin rusak

 Lakukan

7. Kerusakan kecil

dibiarkan

- Kerusakan kecil adalah

awal, kerusakan besar

- Biasa terlupakan

karena terus menerus dipakai

atau jarang dipakai

 Jangan abaikan

kerusakan

kecil, segera

parbaiki bila

terdeteksi

8. Dicuci/ dibersihkan

tidak dengan bahan

yang tepat

- Zat pencuci/

pembersih yang tidak tepat

dapat merusak instrumen

 Harus tahu

- Petugas cenderung

menggunakan apa yang ada

 Segera

(62)

tidak tersedia atau

tidak lengkap

sehingga memungkinkan

terjadi kerusakan peralatan.

dan bahan

pencuci yang

tetap

10. Tidak ada rak/ alat

pengering/ oven untuk

alat yang baru dicuci

- Dianggap masalah kecil

sehingga sering diabaikan,

tetapi dapat menyebabkan

kualitas bahan peralatan

menjadi rusak

 Sediakan rak

khusus dan

peralatan

pengering

11. Mengunakan bahan

yang korosif.

- Bensin, Asam, Basa, dapat

menimbulkan perkaratan pada

peralatan berbahan logam

 Segera

12. Alat dibuka tapi tidak

dipakai.

- menyebabkan komponen

peralatan rusak akibat

masuknya uap air.

(63)

13. Peralatan dan

komponen berserakan

ketika direparasi

- Sumber kerusakan karena

komponen bisa hilang/ rusak.

Menyebabkan peralatan rusak

akibat terjatuh dan terinjak

pada saat reprasi.

 Sediakan

pemakai tidak mengerti, tidak

teliti, tidak baca manual

- Sering pemakai

tidak bertanya kepada ahli

teknis/ analis.

 Beri pelatihan

kepada

15. Pemakaian alat bukan

untuk tugasnya

- Stabiliser 500 W digunakan

untuk peralatan 1000 W

- Peralatan

laboratorium digunakan untuk

bukan keperluan laboratorium

(64)

16. Alat pendeteksi faktor

lingkungan tidak ada

atau tidak berfungsi

- Termometer dinding,

higrometer dinding,

termohigrometer dinding

- Keasaman udara

- Volt-Ampere meter

 Lengkapi

instrumen

pengukur

lingkungan

dan cek

keakuratannya

setiap saat

IV.6. TEKNIK MENGKALIBRASI TERMOKOPEL TIPE-K BILA TERMOKOPEL STANDAR SEBAGAI ACUAN KALIBRASI TIDAK TERSEDIA

Untuk mengkalibrasi termokopel tipe-K bila termokopel standar sebagai acuan kalibrasi tidak tersedia kita dapat gunakan furnace standar yang memiliki pengaturan suhu sebagai acuan.

A. CARA KERJA

Dalam metode cara kerjanya meliputi persiapan, peralatan yang digunakan, pelaksanaan.

(65)

a. Siapkan work order dan formulir rekaman

b. Bersihkan peralatan yang akan dikalibrasi dari debu dan kotoran lainnya

c. Periksa secara visual kondisi peralatan yang akan dikalibrasi d. Pastikan indikator menunjuk nol dan set jika diperlukan

e. Pastikan battery masih bagus untuk peralatan yang memakai battery dengan “check battery” fasilitas

f. Pasangkan semua kabel power supply peralatan g. Pasangkan peralatan sesuai gambar pemasangan.

2) Peralatan Yang Digunakan

1. Alat standard

 Compact Calibrator CA 100 1 buah type : 255701 – U3 YEW.

 Electric Furnace 1 buah type : SF 7500

NISHIMURA 2. Alat bantu

 Wire Connector, tool set.

3) Pelaksanaan

a. Hubungkan termokopel yang akan diuji dan dikalibrasi ke “Compact Calibrator CA 100 standard”

(66)

C c. Atur pengaturan suhu furnace standar tahap demi tahap sesuai

dengan nilai yang telah ditentukan

d. Catat nilai pengukuran “Compact Calibrator CA 100 Standard” dalam setiap tahap pengaturan suhu furnace standar pada lembar kerja (A)

e. Bandingkan nilai suhu yang telah ditentukan dalam pengaturan suhu furnace standar dengan nilai pengukuran “Compact Calibrator CA 100 Standard” pada setiap tahapnya

f. Hitung besar nilai deviasi, dimana deviasi = A-B

g. Bandingkan deviasi yang didapat dengan toleransi yang diizinkan h. Bila deviasi yang di dapat lebih besar dari toleransi yang diizinkan

lakukanlah pengejasan atau perbaiki bila dianggap perlu dan memungkinkan setelah itu kalibrasi kembali.

B. SKEMA PEMASANGAN PERALATAN

(67)

Gambar 4.2.a. Skema Pemasangan Peralatan Untuk Mengkalibrasi Termokopel Tipe-K Bila Termokopel Standar Sebagai Acuan Kalibrasi Tidak Tersedia

C. CONTOH KERJA

Misalkan untuk mengkalibrasi termokopel tipe-K telah ditentukan 10 poin nilai suhu yaitu: (100, 200, 300, 400, 500, 600, 750, 830, 920, 1000)°C. Dengan menggunakan furnace standar kita atur suhu-suhunya sesuai suhu yang telah ditentukan. Kemudian ukur suhu setiap poin dengan termokopel tipe-K yang akan dikalibrasi dan telah terhubung dengan kalibrator dalam hal ini “Compact Calibrator C100”. Maka didapatlah hasilya seperti Tabel