DOKUMEN PENGUKURAN suhu

(1)

Mata Kuliah Proses Instrumentasi Kimia

PERTEMUAN 6

PENGUKURAN suhu

ALLPPT.com _ Free PowerPoint Templates, Diagrams and Charts

Yully Mulyani, ST.,MT (0430078402) [email protected]

Temperature Gauge

(2)

Temperatur / suhu

• Suhu merupakan keadaan panas atau dinginnya suatu benda atau lingkungan. Mengetahui suhu sangat

• penting agar manusia mengetahui apa yang harus dilakukan.

Oleh sebab itu, alat ukur suhu dibutuhkan agar

manusia bisa mengetahui suhu sesuatu dengan tepat.

• Pada tahun 1948 konferensi umum ke sembilan tentang berat dan ukuran.

( The Ninth General Conference on Weight and measurement) menetapkan 2 skala suhu :

international thermodinamika kelvin scale & international

practical temperature scale IPTS)

(3)

 Mengukur suhu adalah salah satu proses penting dalam suatu operasi sistem

industri manapun.

 Kebutuhan untuk industri Diperlukan pemantauan suhu agar proses dapat berjalan secara efektif dan mencegah terjadinya hal-hal yang tidak diinginkan.

Termometer Adalah Alat ukur suhu mempunyai beberapa macam berdasarkan fungsi maupun bahan yang digunakan di dalamnya. Ada 2 jenis termometer yaitu :

1. Termometer klinik 2. Termometer induustri

Perbedaan keduanya terutama

dalam pada range termometer dan tingkat

keakuratannya:

(4)

TERMOMETER KLINIK

digunakan untuk keperluan medis, salah satunya mengukur suhu tubuh makhluk hidup

atau pasien yang sedang menjalani perawatan.

Range suhu antara termometer klinik berbeda.

Termometer klinik bisa

membaca suhu antara 32 hingga 42 derajat Celcius.

digunakan untuk keperluan medis, salah satunya mengukur suhu tubuh makhluk hidup

atau pasien yang sedang menjalani perawatan.

Range suhu antara termometer klinik berbeda.

Termometer klinik bisa

membaca suhu antara 32 hingga 42

derajat Celcius.

(5)

• Termometer Klinis

Alat ukur suhu tubuh dengan skala 35°C sampai 42°C ini digunakan untuk membantu mendiagnosis penyakit. Biasanya terdapat lekukan sempit yang ada di atas wadahnya agar saat termometer diangkat suhu di termometer tidak berubah.

• Termometer Laboratorium

Termometer yang menggunakan air raksa maupun alkohol sebagai petunjuk suhunya.

Termometer laboratorium merupakan alat ukur suhu air, baik itu air panas maupun air dingin. termometer ini menjadi lebih peka terhadap perubahan suhu,

maka pipa yang digunakan berukuran kecil.

Selain itu, biasanya dinding termometer akan dibuat menjadi setipis mungkin.

• Termometer Ruang

Alat ukur suhu udara pada suatu ruangan dan biasanya diletakkan pada dinding.

Prinsip kerjanya tak jauh berbeda dengan termometer lainnya, karena juga

menggunakan air raksa. Perbedaannya hanyalah terdapat pada skala dari termometer ini, yaitu berkisar

antara suhu -50°C sampai 50°C.

Termometer jenis ini banyak dijumpa di perkantoran dan juga industri

(6)

(7)

Termometer industri

• Mengukur suhu benda atau alat-alat manufaktur, seperti panas air, mesin, AC atau pendingin ruangan, kolam

renang, trafo, dan lain-lain.

• Tujuannya untuk memonitor suhu

suatu material untuk menjaga kualitas proses. Range pada termometer industri membaca suhu mulai dari -50 derajat Cel cius hingga 380 derajat Celcius.

• Mengukur suhu benda atau alat-alat manufaktur, seperti panas air, mesin, AC atau pendingin ruangan, kolam

renang, trafo, dan lain-lain.

• Tujuannya untuk memonitor suhu

suatu material untuk menjaga kualitas

proses. Range pada termometer industri

membaca suhu mulai dari -50 derajat Cel

cius hingga 380 derajat Celcius.

(8)

Temperature Gauge

• Mengukur suhu atau gradien temperatur.

Alat ini menampilkan suhu dengan range tertentu,

menggunakan jarum penunjuk serta angka yang

tersusun melingkar

(9)

Temperature gauge 1. Thermocouple

2. Resistance Temperatur detector (RTD)

1. Thermistor

2. PIR (Sensor Gerak) 3. Bimetallic

4. dll

(10)

1. Thermocouple

Termokopel merupakan sensor

suhu yang banyak digunakan untuk mengubah perbedaan suhu dalam benda menjadi perubahan

tegangan listrik (voltase).

(11)

thermocouple

Thermokopel ditemukan oleh Thomas Johan Seebeck pada tahun 1820.

Thermokopel bekerja berdasarkan perbedaan pengukuran.

Sensor yang terbuat dari dua jenis logam yang berbeda yang apabila terpapar

panas/kalor maka akan menghasilkan beda potensial.

Jenis logam yang digunakan menentukan jenis thermocouple menurut ISA (Instrume nt Society of America), misal type K yang terbuat dari logam nikel dan kromium da n masih banyak lagi, masih ada.

type J, T, N, E, B, R, S. Bisa dilihat ditabel

dibwah ini :

(12)

Jenis dan macam thermocouple

(13)

Thermocouple

Signal yang dikeluarkan dari thermocouple itu berupa mV sehingga perlu pengubah signal / trasmitter sebelum kita teruskan ke controller baik PLC atau mikrokontroler. Berikut ilustrasi perubahan signal dari sensor thermocouple hingga bisa kita keluarkan indikasinya ke HMI.

Contoh Aplikasi :

· Industri besi dan baja

· Pengaman pada alat-alat pemanas

· Untuk termopile sensor radiasi

· Pembangkit listrik tenaga panas radioisotop,

salah satu aplikasi termopile

(14)

Kelebihan dan kekurangan

Kelebihan

• Biaya murah

• Tidak ada pergerakan, shga tdk mudah rusak

• Kisaran temperatur luas

• Waktu respon cepat

• Akurasi cukup baik

kekurangan

• Sensitivity rendah

• Membutuhkan temperatur referensi seperti air es (0◦C)

(15)

2. RESISTANCE TEMPERATUR DETECTOR Resistance thermometer (RTD)

sensor yang mengubah data pembacaan suhu menjadi hambatan/resistansi, sehingga

resistansi listrik yang dihasilkan sebanding den gan perubahan suhu.

 RTD terdiri dari kawat berkualitas, dengan material platinum, nikel, atau tembaga murni, yang dilapisi keramik atau kaca. Material kawat RTD memiliki resistensi/perantara suhu yang akurat sehingga tepat untuk menjadi petunjuk temperatur.

.

(16)

RTD

RTD lebih akurat dibandingkan thermocouple karna memang di khususkan untuk mengukur

temperatur yang tidak terlalu tinggi.

dimana :

Ro = tahanan konduktor pada temperature awal ( biasanya 0

^o

C)

RT = tahanan konduktor pada temperatur t

^o

C α = koefisien temperatur tahanan

Δt = selisih antara temperatur kerja dengan

temperatur awal

(17)

Aplikasi di Lapangan

Pada proses pengontrolan temperatur di line fuel gas (pipa berbahan bakar gas) ini diperlu pengontrolan (pengendalian) temperatur agar suhu yang ada pada pipa tersebut selalu

dalam keadaan stabil.

Resistance Temperature Detector (RTD) yang berperan mengawasi dan mengontrol temperatur gas. RTD ini bekerja berdasarkan perbandingan perubahan temperatur dengan besaran tahanan listrik dari logam yang

terdapat pada sensor RTD tersebut, dan jenis

logam yang sering digunakan adalah platina

(Pt100).

(18)

KELEBIHAN & KEKURANGAN RTD

• Kelebihan RTD

- Stabil dan akurasi baik

- Linearisasi lbh baik dari termocouple Kekurangan RTD

- Lebih mahal

- Pemanasan sendiri

- Membutuhkan sumber arus

• Kelebihan RTD

- Stabil dan akurasi baik

- Linearisasi lbh baik dari termocouple Kekurangan RTD

- Lebih mahal

- Pemanasan sendiri

- Membutuhkan sumber arus

(19)

ANY QUESTION??

(20)

3. THERMISTOR

Mengubah suhu menjadi resistansi atau hambatan listrik yang berbanding terbalik dengan perubahan suhu.

Semakin tinggi suhu, semakin kecil resistansinya.

Kelebihan Thermistor

- Akurasi lebih tinggi dari RTD/Termocouple - Sensitivitas tinggi

- Ukuran lebih kecil dr termokopel

- Waktu respon lebih baik dari RTD, kurang lebih sama

termokopel.

(21)

4. PIR (Passive Infrared Sensor)

Sensor gerak atau PIR mempunyai dua ba gian utama. Bagian yang pertama pemanc ar infrared, sedangkan bagian yang kedua yaitu penerima. Bila alat sensor ini ada

yang melewatinya

Bagian pemancar akan mengirim tanda atau sinyal ke bagian

penerima. Selanjutnya, penerima akan memberi perintah pada

alat lainnya. Misalnya membuka pintu atau mengeluarkan

suara, tergantung system aplikasi yang diterapkan.

(22)

Aplikasi PIR

Pintu yang bisa mem buka

sendiri secara otoma tis Jika

ada yang lewat atau masuk maupun kelua

r. Alat sensor tersebut melakukan

deteksi

(23)

5. Bimetallic Temperature Sensor

Sensor ini mengubah besaran suhu menjadi gerakan. sensor ini

terbuat dari dua buah logam yang disatukan atau direkatkan menjadi

satu.

Bi-metalic termometer

menggunakan dua logam yang berbeda yang disatukan. Ketika terjadi kenaikan temperatur, logam yang memiiki koefisien muai yang rendah akan memanjang sehingga bi-metalic tersebut akan membengkok ke arah logam yang memuai. Skala (-100 – 1000 fahrenheit)

Bi-metalic termometer

menggunakan dua logam yang berbeda

yang disatukan. Ketika terjadi kenaikan temperatur, logam yang

memiiki koefisien muai yang rendah akan memanjang sehingga

bi-metalic tersebut akan membengkok ke arah logam yang

memuai. Skala (-100 – 1000 fahrenheit)

(24)

Cara Kerja

Prinsip kerjanya, keping bimetal dibentuk spiral dan tipis. Ujung spiral bimetal ditahan,

atau tidak bergerak dan ujung lainnya menem pel pada gir penunjuk.

Semakin besar suhu, keping bimetal semakin melengkung dan menyebabkan jarum penunjuk

bergerak ke kanan ke angka yang lebih besar.

Jika suhu turun, jarum penunjuk bergerak ke kiri ke arah angka yang lebih kecil.

Skala yang dibuat biasa dibentuk lingkaran

(25)

Aplikasi Bimetall

Salah satu aplikasi dari Bimetallic temperatur sensor ini adalah pada setrikaan listrik, pada setrika jika suhu melebihi batas yang telah ditentukan maka setrika akan mati sendiri dan akan ada bunyi "tik", itu sebenarnya adalah Bimetallic temperature sensor yang sedang melengkung. Disini bimetal berfungsi sebagai saklar suhu otomatis yang akan memutus kontak listrik jika suhu setrika melebihi batas yang ditentukan. Kekurangan : kalibrasi dpt berubah jika ditangani dgn kasar, terbatas pemasangan local, kelebihan : mudah dipasang, range lebar, tdk mudah rusak.

(26)

6. Sensor Ultrasonic

Sebuah sensor yang berfungsi untuk mengubah besaran fisis (bunyi) menjadi besaran listrik dan sebaliknya.

Cara kerja sensor ini didasarkan pada prinsip dari pantul an suatu gelombang suara sehingga dapat dipakai

untuk menafsirkan eksistensi (jarak) suatu benda dengan frekuensi tertentu.

Perbedaan waktu antara gelombang suara dipancarkan dengan ditangkapnya kembali gelombang suara tersebut adalah berban ding lurus dengan jarak atau tinggi objek yang memantulkannya.

Jenis objek yang dapat diindera diantaranya adalah : objek pada

t, cair, butiran maupun tekstil.

(27)

APLIKASI ULTRASONIC

• Sensor ultrasonic banyak digunakan di ber bagai perangkat pengukur jarak.

Dalam bidang kesehatan,

Gelombang ultrasonik digunakan untu k melihat organ-organ dalam tubuh manusia seperti untuk mendeteksi

tumor, liver, otak dan menghancurkan

batu ginjal.

(28)

APLIKASI ULTRASONIC

• Dalam bidang industri,

Gelombang ultrasonik digunakan untuk mendeteksi keretakan pada logam , meratakan campuran besi dan timah, mensterilkan makanan yang diawet kan dalam kaleng, dan membersihkan benda benda yang sangat halus. Ge lombang ultrasonik bisa digunakan untuk mendeteksi keberadaan mineral maupun minyak bumi yang tersimpan di dalam perut bumi.

• Dalam bidang pertahanan,

Gelombang ultrasonik digunakan sebagai radar atau navigasi, di

darat maupun di dalam air. Gelombang ultrasonik digunakan ole

h kapal pemburu untuk mengetahui keberadaan kapal selam, dip

asang pada kapal selam untuk mengetahui keberadaan kapal ya

ng berada di atas permukaan air, mengukur kedalaman palung la

ut, mendeteksi ranjau, dan menentukan pusiisi sekelompok ikan.

(29)

7. Sensor Suhu (IC IM35)

Sensor ini mampu bekerja pada ren tang suhu -55 0 C – 150 0 C. Tegangan keluaran dapat diatur 0 V pada suh u 0 0 C dan ketelitian sensor ini adal ah ±1 0 C.

Sistem monitoring suhu ruangan pada

laboratorium kimia, sistem monitoring

suhu rumah kaca.

(30)

8.PYROMETER

• Pirometer (Pyrometer) adalah termometer yang digunak an untuk mengukur suhu yang sangat tinggi

(di atas 1000 derajat Celcius),

• contoh : suhu peleburan logam

• Prinsip kerja alat ini adalah

mengukur radiasi yang dipanaskan oleh benda tersebut.

Jenis pirometer dua macam, yaitu pirometer optik dan radiasi total.

KELEBIHAN Pengukuran tanpa kontak

Waktu respon cepat Stabilitas baik

KEKURANGAN 1. Mahal

2. Akurasi terganggu Oleh debu dan

asap

(31)