27
1 BAB I PENDAHULUAN Temperatur adalah suatu penunjukan nilai panas atau nilai dingin yang dapat diperoleh/diketahui dengan menggunakan suatu alat yang dinamakan termometer. Termometer adalah suatu alat yang digunakan untuk mengukur dan menunjukkan besaran temperatur. Tujuan pengukuran temperatur adalah untuk : 1. Mencegah kerusakan pada alat-alat tersebut 2. Mendapatkan mutu produksi/kondisi operasi yang di inginkan 3. Pengontrolan jalannya proses Metode pengukuran temperatur Ada 2 (dua) cara mengukur temperatur yaitu : 1. Metoda Pemuaian, yaitu panas yang diukur menghasilkan pemuaian, pemuaian dirubah kedalam bentuk gerak-gerak mekanik kemudian dikalibrasi dengan skala angka-angka yang menunjukkan nilai panas (temperatur) yang diukur. 2. Metoda Elektris, yaitu panas yang diukur menghasilkan gaya gerak listik (Emf). Gaya gerak listrik kemudian dikalibrasi kedalam skala angka-angka yang menunjukkan nilai panas (temperatur) yang diukur. Tugas Pengendalian Proses Thermocouple, Resistance Thermometer Detector, Filled-System Thermometer

makalah pengpros analisa suhu

Embed Size (px)

DESCRIPTION

teknik kimia

Citation preview

Page 1: makalah pengpros analisa suhu

1

BAB I

PENDAHULUAN

Temperatur adalah suatu penunjukan nilai panas atau nilai dingin yang dapat

diperoleh/diketahui dengan menggunakan suatu alat yang dinamakan termometer.

Termometer adalah suatu alat yang digunakan untuk mengukur dan menunjukkan

besaran temperatur. Tujuan pengukuran temperatur adalah untuk :

1. Mencegah kerusakan pada alat-alat tersebut

2. Mendapatkan mutu produksi/kondisi operasi yang di inginkan

3. Pengontrolan jalannya proses

Metode pengukuran temperatur

Ada 2 (dua) cara mengukur temperatur yaitu :

1. Metoda Pemuaian, yaitu panas yang diukur menghasilkan pemuaian,

pemuaian dirubah kedalam bentuk gerak-gerak mekanik kemudian dikalibrasi

dengan skala angka-angka yang menunjukkan nilai panas (temperatur) yang

diukur.

2. Metoda Elektris, yaitu panas yang diukur menghasilkan gaya gerak listik

(Emf). Gaya gerak listrik kemudian dikalibrasi kedalam skala angka-angka yang

menunjukkan nilai panas (temperatur) yang diukur.

Jenis – jenis Alat Ukur Temperatur

Secara sederhana, alat ukur temperatur dapat dibagi dalam dua kelompok

besar yaitu :

1. Alat ukur temperatur dengan metoda pemuaian, terdiri dari :

a. Termometer tabung gelas

b. Termometer Bi-metal

c. Filled thermal termometer

2. Alat ukur temperatur dengan metode elektris, terdiri dari :

a. Termokopel

b. Resistance termometer

Tugas Pengendalian ProsesThermocouple, Resistance Thermometer Detector, Filled-System Thermometer

Page 2: makalah pengpros analisa suhu

2

BAB II

A. TERMOKOPEL

1. Pengertian

Termokopel (Thermocouple) adalah jenis sensor suhu yang digunakan

untuk mendeteksi atau mengukur suhu melalui dua jenis logam konduktor

berbeda yang digabung pada ujungnya sehingga menimbulkan efek

“Thermo-electric”. Efek Thermo-electric pada Termokopel ini ditemukan

oleh seorang fisikawan Estonia bernama Thomas Johann

Seebeck padaTahun 1821, dimana sebuah logam konduktor yang diberi

perbedaan panas secara gradient akan menghasilkan tegangan listrik.

Perbedaan Tegangan listrik diantara dua persimpangan (junction) ini

dinamakan dengan Efek “Seeback”.

Gambar II-1 Thermocouple

Termokopel merupakan salah satu jenis sensor suhu yang paling populer

dan sering digunakan dalam berbagai rangkaian ataupun peralatan listrik

dan Elektronika yang berkaitan dengan Suhu (Temperature). Beberapa

kelebihan Termokopel yang membuatnya menjadi populer adalah

responnya yang cepat terhadap perubahaan suhu dan juga rentang suhu

operasionalnya yang luas yaitu berkisar diantara -200˚C hingga 2000˚C.

Selain respon yang cepat dan rentang suhu yang luas, Termokopel juga

tahan terhadap goncangan/getaran dan mudah digunakan.

Tugas Pengendalian ProsesThermocouple, Resistance Thermometer Detector, Filled-System Thermometer

Page 3: makalah pengpros analisa suhu

3

2. Komponen

Penentuan kombinasi logam konduktor yang digunakan pada

thermocouple mempengaruhi besar energy listrik yang akan dibangkitkan.

Penentuan nilai tegangan listrik dari beberapa kombinasi konduktor dapat

digambarkan pada grafik di bawah ini, data tersebut didapatkan dari

pengujian laboratorium. Karakteristik yang berbeda-beda dari setiap

kombinasi logam konduktor ini akan bermanfaat bagi kita dalam

menentukan thermocouple yang tepat untuk digunakan pada berbagai

rentan temperature dan media yang berbeda-beda.

Gambar II-2 Grafik Tegangan Berbagai Kombinasi Logam Konduktor

Tugas Pengendalian ProsesThermocouple, Resistance Thermometer Detector, Filled-System Thermometer

Page 4: makalah pengpros analisa suhu

4

Gambar II-3 Tabel Berbagai Karakteristik Kombinasi Logam Konduktor

Semua jenis thermocouple dengan berbagai tipe material, akan mengalami

penurunan fungsi jika digunakan untuk mengukur temperatur diatas batas

kemampuan ukurnya. Hal ini terutama terjadi jika digunakan untuk

mengukur temperatur gas atau udara.

3. Prinsip Kerja Termokopel (Thermocouple)

Prinsip kerja Termokopel cukup mudah dan sederhana. Pada dasarnya

Termokopel hanya terdiri dari dua kawat logam konduktor yang berbeda

jenis dan digabungkan ujungnya. Satu jenis logam konduktor yang

terdapat pada Termokopel akan berfungsi sebagai referensi dengan suhu

konstan (tetap) sedangkan yang satunya lagi sebagai logam konduktor

yang mendeteksi suhu panas.

Untuk lebih jelas mengenai Prinsip Kerja Termokopel, mari kita melihat

gambar dibawah ini:

Tugas Pengendalian ProsesThermocouple, Resistance Thermometer Detector, Filled-System Thermometer

Page 5: makalah pengpros analisa suhu

5

Gambar II-4 Prinsip Kerja Thermocouple

Berdasarkan Gambar diatas, ketika kedua persimpangan atau Junction

memiliki suhu yang sama, maka beda potensi alat atau tegangan listrik

yang melalui dua persimpangan tersebut adalah nol atau V1 = V2. Akan

tetapi, ketika persimpangan yang terhubung dalam rangkaian diberikan

suhu panas atau dihubungkan ke obyek pengukuran, maka akan terjadi

perbedaan suhu diantara dua persimpangan tersebut yang kemudian

menghasilkan tegangan listrik yang nilainya sebanding dengan suhu panas

yang diterimanya atau V1 – V2. Tegangan Listrik yang ditimbulkan ini

pada umumnya sekitar 1 µV – 70µV pada tiap derajat Celcius. Tegangan

tersebut kemudian dikonversikan sesuai dengan Tabel referensi yang telah

ditetapkan sehingga menghasilkan pengukuran yang dapat dimengerti oleh

kita.

4. Aplikasi Termokopel

Termokopel paling cocok digunakan untuk mengukur rentangan suhu yang

luas, hingga 2300°C. Sebaliknya, kurang cocok untuk pengukuran dimana

perbedaan suhu yang kecil harus diukur dengan akurasi tingkat tinggi,

contohnya rentang suhu 0--100 °C dengan keakuratan 0.1 °C. Untuk

aplikasi ini, Termistor dan RTD lebih cocok. Contoh Penggunaan

termokopel yang umum antara lain :

Industri besi dan baja

Pengaman pada alat-alat pemanas

Untuk termopile sensor radiasi

Pembangkit listrik tenaga panas radioisotop, salah satu aplikasi

termopile.

Tugas Pengendalian ProsesThermocouple, Resistance Thermometer Detector, Filled-System Thermometer

Page 6: makalah pengpros analisa suhu

6

Gambar II-5 Instalasi Thermocouple Pipa Boiler

Gambar di atas merupakan salah satu contoh instalasi thermocouple pada

sebuah bagian pipa boiler dengan tujuan untuk mengukur temperatur metal

pipa boiler tersebut. Kawat sensor thermocouple yang terinsulasi

ditanamkan ke sebentuk logam (pad) sebelum dilas pada pipa boiler. Jika

pad dari thermocouple tersebut terekspos oleh temperatur luar yang

berbeda dengan temperatur bagian yang diukur, maka cara instalasi ini

tidak cocok untuk digunakan, karena bagian pad tersebut akan menyerap

Tugas Pengendalian ProsesThermocouple, Resistance Thermometer Detector, Filled-System Thermometer

Page 7: makalah pengpros analisa suhu

7

panas dari sumber luar tersebut. Untuk metode instalasi thermocouple

yang lainnya akan kita bahas pada artikel selanjutnya.

Sinyal yang keluar dari thermocouple adalah berupa volta selistrik

berukuran mili volt. Maka pada rangkaian thermocouple diperlukan

potensi ometer untuk membaca sinyal listrik tersebut. Selain itu diperlukan

juga alat konverter milimeter menjadi nilai temperatur sesuai dengan yang

dibutuhkan. Alat konverter ini harus terkalibrasi dengan sempurna untuk

mendapatkan hasil pembacaan yang baik. Ada juga potensi ometer jenis

lain yang ia juga sekaligus sebagai konverter, sehingga hasil pembacaan

yang keluar dari potensi ometer tersebut sudah berupa temperatur aktual

benda yang diukur.

B. RESISTANCE TEMPERATURE DETECTOR

1. Pengertian

RTD yang merupakan singkatan dari Resistance Temperature Detector

adalah sensor suhu yang pengukurannya menggunakan prinsip perubahan

resistansi atau hambatan listrik logam yang dipengaruhi oleh perubahan

suhu. RTD adalah salah satu sensor suhu yang paling banyak digunakan

dalam otomatisasi dan proses kontrol.

Gambar II-6 Resistance Temperature Detector

Perkembangan alat pengukuran suhu atau yang sering disebut dengan

thermometer sering berkaitan dengan adanya sensor-sensor suhu. Sensor

Tugas Pengendalian ProsesThermocouple, Resistance Thermometer Detector, Filled-System Thermometer

Page 8: makalah pengpros analisa suhu

8

suhu ini sering kali digunakan untuk menjadi bagian utama dalam

thermometer yang sering digunakan untuk kepentingan industri. Dari

berbagai sensor suhu yang banyak digunakan, salah satu yang sering

digunakan adalah RTD, Resistance Temperature Detector, atau yang juga

dapat disebut dengan pendeteksi suhu tahanan. Banyak yang mengklaim

bahwa Resistance Temperature Detector memiliki bentuk seperti sebuah

resistor namun memiliki presisi yang tinggi. Nilai resistansi/ tahanannya

pun dapat berubah seiring dengan perubah suhu hampir secara linier. Pada

tipe elemen wire-wound atau tipe standar, RTD terbuat dari kawat yang

tahan korosi, yang dililitkan pada bahan keramik atau kaca, yang

kemudian ditutup dengan selubung probe sebagai pelindung. Selubung

probe ini biasanya terbuat dari logam inconel (logam dari paduan besi,

chrom, dan nikel). Inconel dipilih sebagai selubung dari RTD karena tahan

korosi dan ketika ditempatkan dalam medium cair atau gas, selubung

inconel cepat dalam mencapai suhu medium tersebut. Antara kawat RTD

dan selubung juga terdapat keramik (porselen isolator) sebagai pencegah

hubung pendek antara kawat platina dan selubung pelindung. Perhatikan

gambar dibawah ini.

Gambar II-7 Susunan Komponen Resistance Temperature Detector

Sedangkan jenis logam untuk kawat dari RTD umumnya adalah platina.

Kawat RTD biasanya juga terbuat dari tembaga dan nikel. Namun platina

Tugas Pengendalian ProsesThermocouple, Resistance Thermometer Detector, Filled-System Thermometer

Page 9: makalah pengpros analisa suhu

9

adalah bahan yang paling umum digunakan, karena memiliki tingkat

akurasi yang lebih baik dan rentang suhu yang lebih luas.

2. Jenis logam Resistance Temperature Detector

Beberapa jenis logam yang digunakan pada RTD adalah platinum, nickel

dan copper (tembaga), yang masing-masing mempunyai karakteristik yang

sesuai dengan kenaikan temperatur dan kenaikan besaran tahanan.

a. Platinum Resistance Temperature Detector

Dari semua jenis logam, biasanya Resistance Temperature Detector yang

sering digunakan pada industri adalah jenis Platinum Resistance

Temperature Detector, karena memiliki kemampuan pengukuran suhu

yang sangat luas dan memiliki koefisien tahanan terhadap suhu yang besar.

Platina memiliki karakteristik optimum dalam melayani berbagai rentang

suhu. Meskipun platina itu adalah logam mulia yang paling sempurna dan

tidak mudah teroksidasi, namun akan mudah mengalami kontaminasi pada

suhu yang tinggi, diakibatkan oleh beberapa jenis gas seperti karbon

monoksida, reduksi atmosfir lainnya dan oleh oksida logam.

Platina tersedia secara komersial dalam bentuk murni, serta memberikan

karakteristik yang tahan terhadap suhu. Platina dengan koefisien

temperatur dari tahanan sama dengan 0,00385Ω/⁰C (untuk kisaran suhu 0

sampai 100⁰C) telah digunakan sebagai standar untuk termometer industri

di Amerika Serikat dan di seluruh Eropa Barat sejak Perang Dunia II.

Platina telah semakin mendapatkan perhatian di Amerika Serikat semenjak

tidak adanya koefisien standar yang sudah terdefenisi dan diterima secara

umum.

Platina memiliki titik lebur yang tinggi dan tidak mudah menguap pada

suhu dibawah 1.200⁰C. Selain itu, platina juga memiliki kekuatan tarik

mencapai 18.000 psi dan resistivitas 60Ω/(cir mil) (ft) pada 0⁰C

(9,83μΩ-cm).

Platina adalah bahan yang umumnya sering digunakan dalam pembuatan

termometer standar laboratorium untuk pekerjaan kalibrasi. Dalam

Tugas Pengendalian ProsesThermocouple, Resistance Thermometer Detector, Filled-System Thermometer

Page 10: makalah pengpros analisa suhu

10

kenyataannya, termometer resistan platina (biasanya dengan dasar tahanan

sama dengan 25,5Ω pada 0⁰C) adalah merupakan standar yang

didefinisikan untuk standar kisaran suhu pada titik oksigen (-182,96⁰C)

hingga pada titik antimoni (630,74⁰C) sebagaimana didefinisikan oleh

International Practical Temperature Scale tahun 1968 (IPTS 68).

b. Nickel Resistance Temperature Detector

Untuk pengukuran temperatur pada industri dalam jarak -70⁰C sampai

dengan 150⁰C, Resistance Temperature Detector dengan menggunakan

jenis elemen logam nikel telah memiliki kegunaan yang luas dan efisien.

Nikel memiliki kekuatan tarik 120.000 psi dan resistivitas 38,36 Ω/(cir

mil)(ft) pada 0⁰C (6,38 μΩ-cm).

Suhu maksimum dari termometer ini adalah terkait dengan jenis material

yang digunakan sebagai pelindung kabel nikel, yang diantaranya lapisan

tipis 20 porselein, sutera atau kapas. Pemanfaatan kawat isolasi fiberglass

untuk konstruksi elemen secara efektif mendorong batasan suhu

maksimum hingga 300⁰C. Diatas suhu 300⁰C nikel akan mengalami

perubahan bentuk yang membuat kurva resistensi suhu tidak beraturan.

Koefisien suhu dari nikel murni mendekati 0,0066 Ω/⁰C, sedangkan

platinum kurang dari 0,0033 Ω/⁰C. Sehingga penggunaan nikel yang

menggantikan platina dalam termometer resistansi seringkali memberikan

sensitivitas yang tinggi.

C. Copper Resistance Temperature Detector

Tembaga elektrolit dengan kemurnian tertinggi telah tersedia secara

komersial, dan memiliki koefisien suhu dengan konsistensi tinggi untuk

nilai resistansi sama dengan atau mendekati 0,0042 Ω/ (⁰C), yang lebih

tinggi dari platinum. Elemen resistansi tembaga ini dibuat untuk

memanfaatkan koefisien suhu maksimal dan juga dapat dipertukarkan

dengan merujuk pada hubungan suhu resistensi.

Kisaran suhu Resistance Temperature Detector tembaga adalah berkisar

antara -200 hingga +150⁰C, dan memiliki kecenderungan oksidasi pada

Tugas Pengendalian ProsesThermocouple, Resistance Thermometer Detector, Filled-System Thermometer

Page 11: makalah pengpros analisa suhu

11

suhu tinggi. Tembaga memiliki kekuatan tarik 300.000 psi. Resistivitas

tembaga adalah 9,38 Ω pada 0⁰C dengan nilai yang lebih rendah dari

platina atau nikel.

Jenis Elemen RTD

Range Temperatur

Ketelitian Keuntungan Kekurangan

Platina -3000F(-198,60C) sampai +15000F (801,30C)

±10F (±31,40C)

- Murah

- Stabilitas tinggi

-Cakupan kerja luas

-Waktu respon yang relatif lambat (15 S)

-tidak selinier tembaga

Tembaga -3250F(-212,50C) sampai +2500F (106,80C)

± 0,50F

(±31,70C)

- linieritas tinggi

-Ketelitian dalam range temperatur sekeliling

-Temperatur terbatas (sampai 2500F)

Nikel +320F(-14,20C) sampai 1500F(51,30C)

± 0,50F

(±31,70C)

- Umur panjang

-Sensitivitas tinggi

-Koefisien temperatur tinggi

-Lebih linier dari pada tembaga

-Temperatur terbatas sampai 1500F

3. Prinsip Kerja

Ketika suhu elemen RTD meningkat, maka resistansi elemen tersebut juga

akan meningkat. Dengan kata lain, kenaikan suhu logam yang menjadi

elemen resistor RTD berbanding lurus dengan resistansinya. elemen RTD

biasanya ditentukan sesuai dengan resistansi mereka dalam ohm pada nol

derajat celcius (0⁰C). Spesifikasi RTD yang paling umum adalah 100 Ω

(RTD PT100), yang berarti bahwa pada suhu 0⁰ C, elemen RTD harus

menunjukkan nilai resistansi 100 Ω.

Dalam prakteknya, arus listrik akan mengalir melalui elemen RTD

(elemen resistor) yang terletak pada tempat atau daerah yang mana

suhunya akan diukur. Nilai resistansi dari RTD kemudian akan diukur oleh

Tugas Pengendalian ProsesThermocouple, Resistance Thermometer Detector, Filled-System Thermometer

Page 12: makalah pengpros analisa suhu

12

instrumen alat ukur, yang kemudian memberikan hasil bacaan dalam suhu

yang tepat, pembacaan suhu ini didasarkan pada karakteristik resistansi

yang diketahui dari RTD.

Elemen sensor RTD mempunyai dua tipe konfigurasi yang paling umum,

yaitu

a. Wire-wound

Seperti yang dijelaskan pada sebelumnya, wire-wound merupakan tipe

elemen yang terdiri dari kumparan kawat logam (platina) yang melilit

keramik atau kaca, yang ditempatkan atau ditutup dengan selubung probe

sebagai pelindung.

Gambar II-8 Wire-wound

b. Thin-film

Thin-film merupakan tipe elemen RTD yang terdiri dari lapisan bahan

resistif yang sangat tipis (umumnya platina), yang diletakkan pada

substrat keramik yang kemudian dilapisi dengan epoxy atau kaca sebagai

segel atau pelindungnya.

Gambar II-9 Thin-film

RTD memiliki 3 macam konfigurasi koneksi kabel yaitu: 2 wire, 3 wire,

dan 4 wire RTD.

Sama halnya seperti platina, tembaga (kabel) juga memiliki nilai

resistansi. Resistansi sepanjang kabel tembaga ini dapat berdampak pada

Tugas Pengendalian ProsesThermocouple, Resistance Thermometer Detector, Filled-System Thermometer

Page 13: makalah pengpros analisa suhu

13

pengukuran resistansi yang dilakukan oleh instrumen alat ukur. RTD 2

kabel (2 wire) praktis tidak memiliki perhitungan resistansi yang terkait

dengan kabel tembaga, sehingga mengurangi keakuratan pengukuran

elemen sensor suhu RTD. Akibatnya RTD 2 wire umumnya hanya

digunakan untuk kebutuhan pengukuran suhu perkiraan saja. RTD 3

kabel (3 wire) adalah spesifikasi yang paling umum yang biasa

digunakan pada aplikasi-aplikasi di industri. RTD 3 wire menggunakan

rangkaian pengukuran jembatan wheatstone untuk mengkompensasi nilai

resistansi kabel. Perhatikan gambar di bawah ini.

Gambar II-10 Resistance Temperature Detector Wire 3

Dalam konfigurasi RTD 3 wire ini, kabel “A” dan “B” harus memiliki

kedekatan atau panjang yang sama. Panjang kabel ini sangat berarti

karena tujuan dari jembatan wheatstone adalah untuk membuat

impedansi dari kabel A dan B. Dan kabel C berfungsi sebagai pembawa

arus yang sangat kecil.

RTD 4 kabel (4 wire) adalah konfigurasi yang paling akurat dari yang

lainnya. Karena dalam RTD 4 kabel ini dapat sepenuhnya

mengkompensasi resistansi dari kabel, tanpa perlu memberikan perhatian

khusus pada panjang masing – masing kabel.

Selain platina atau platinum, resistance temperature detector juga sering

ditemukan memiliki bahan pembentuk lainnya. Platinum cukup digemari

sebagai bahan jenis sensor ini dikarenakan dalam pengoperasiannya yang

sangat linear. Meskipun harganya cukup mahal, namun karena alasan

Tugas Pengendalian ProsesThermocouple, Resistance Thermometer Detector, Filled-System Thermometer

Page 14: makalah pengpros analisa suhu

14

hasil dan kelinieran yang baik, maka resistance temperature detector

berbahan platinum umumnya sangat diminati. Jenis bahan pembuat

lainnya yang sangat linear adalah tungsten.

Beberapa bahan pembentuk resistance temperature detector terbiasa

digunakan untuk mengukur suhu rendah, yakni copper (tembaga), nickel,

dan nickel alloys atau paduan dari nikel. Bahan resistance temperature

detector yang cukup murah adalah yang terbuat dari nikel dan paduan

nikel atau sering disebut dengan nickel alloys.

4. Kelebihan dan kekurangan RTD bila dibandingkan dengan

Thermocouple

Rentang pengukuran: RTD dapat mengukur suhu hingga 1000⁰ C, akan

tetapi sulit mendapatkan pengukuran yang akurat dari RTD dengan

suhu diatas 400⁰ C. Termokopel dapat mengukur suhu sampai 1700⁰ C.

Umumnya RTD digunakan pada suhu dibawah 850⁰ C, dan bila suhu

diatas 850⁰ C biasanya menggunakan termokopel. Pengukuran suhu di

industri biasanya 200⁰ C sampai 400⁰ C, sehingga RTD mungkin

menjadi pilihan terbaik dalam kisaran suhu tersebut.

Waktu respon (response time): RTD mempunyai respon yang cepat

terhadap perubahan suhu akan tetapi kemampuan termokopel dalam

merespon suhu jauh lebih cepat.

Getaran (vibration): termokopel tidak terpengaruh terhadap getaran,

sedangkan RTD terpengaruh bila ada getaran atau goncangan, sehingga

bila RTD diperlukan maka RTD thin-film biasa digunakan karena RTD

thin-film lebih tahan terhadap getaran bila dibandingkan dengan RTD

standar.

Pemanasan sendiri (self-heating): sebuah RTD terdiri dari kawat atau

pelapis yang sangat halus dan membutuhkan tegangan dari power

supply, sedangkan termokopel tidak memerlukan. Meskipun arus yang

diperlukan hanya sekitar 1 mA sampai 10 mA, hal ini dapat

menyebabkan elemen platina RTD “memanas”. Sehingga

Tugas Pengendalian ProsesThermocouple, Resistance Thermometer Detector, Filled-System Thermometer

Page 15: makalah pengpros analisa suhu

15

mempengaruhi tingkat akurasi pengukuran. Hal ini mungkin terjadi bila

kabel ekstensi panjang digunakan, sehingga daya yang lebih besar

mungkin diperlukan untuk mengatasi hambatan atau resistansi kabel,

dan hal ini mengakibatkan masalah pemanasan sendiri (self-heating)

meningkat.

Akurasi pengukuran: secara umum RTD lebih akurat daripada

termokopel. RTD menghasilkan akurasi hingga 0,1⁰ C sedangkan

termokopel hanya 1⁰ C.

Stabilitas: stabilitas jangka panjang dari RTD sangat baik, yang berarti

pembacaan yang akan berulang dan stabil dalam waktu yang lama.

Sedangkan termokopel cenderung tidak stabil karena EMF yang

dihasilkan oleh termokopel dapat berubah dari waktu ke waktu karena

oksidasi, korosi, dan perubahan lain dalam sifat metalurgi dari elemen

sensor atau penginderaan.

Harga: meskipun ini bukan masalah teknis tapi mungkin ini penting,

termokopel memiliki harga yang jauh lebih murah daripada RTD.

C. FILLED-SYSTEM THERMOMETER

Tugas Pengendalian ProsesThermocouple, Resistance Thermometer Detector, Filled-System Thermometer

Page 16: makalah pengpros analisa suhu

16

Gambar II-11 Filled system thermometer

Jika bulb dipanaskan atau didinginkan, maka fluida didalamnya mengembang

atau berkontraksi, sehingga bourdon tube bergerak. Perpindahan bourdon

tube menggerakan pointer untuk membaca suhu. Cairan pengisi bulb:

mercury, ethyl alcohol, xylene, toluene. Koefisien ekspasi xylene adalah 6

kali mercury.

Liquid-filled Thermometer

Cairan pengisi bulb: mercury, ethyl alcohol, xylene, toluene.

Koefisian ekspasi xylene adalah 6 kali koef ekspansi mercury, jadi

memungkinkan perancangan bulb kecil.

Kadang-kadang, air digunakan sebagai pengisi bulb

Kriteria yang harus dipenuhi:

1. Tekanan sistem (di dalam bulb) harus lebih besar daripada tekanan uap

cairan pengisi, untuk mencegah penguapan.

2. Cairan pengisi tidak boleh membeku supaya tidak mengganggu

kalibrasi/pembacaan suhu.

Tugas Pengendalian ProsesThermocouple, Resistance Thermometer Detector, Filled-System Thermometer

Page 17: makalah pengpros analisa suhu

17

Vapor-pressure Thermometer

Gambar II-12 Vapor-pressure Thermometer

Bulb sebagian berisi cairan, kapiler dan bourdon berisi gas. Cairan mendidih

dan menghasilkan gas/uap yang mengisi kapiler dan bourdon. Cairan terus

mendidih sampai mencapai tekanan uapnya. Di titik Pvap cairan berhenti

mendidih, kecuali jika suhu naik. Saat suhu turun, sebagian uap mengembun,

dan tekanan turun. Karena perubahan tekanan ini, bourdon menggerakkan

pointer yang dapat mengindikasikan suhu.

Rentang suhu cairan yang digunakan dalam vapor-pressure thermometer

Tugas Pengendalian ProsesThermocouple, Resistance Thermometer Detector, Filled-System Thermometer

Page 18: makalah pengpros analisa suhu

18

Mercury-filled Thermometer

Similar dengan liquid-filled thermometer, keduanya dipisahkan karena

karakteristik mercury yang unik dan kepentingannya dalam pengukuran suhu

medium.

Gambar II-13 Mercury-filled Thermometer

Karakteristik Mercury :

• mendukung operasi elemen pengendalian

• akurasi cukup tinggi

• respon cepat

• rentang tekanan tinggi: 400 s.d. 1200 psig

Tugas Pengendalian ProsesThermocouple, Resistance Thermometer Detector, Filled-System Thermometer

Page 19: makalah pengpros analisa suhu

19

Perbandingan beberapa fluida pengisi pada filled-system thermometer

Tugas Pengendalian ProsesThermocouple, Resistance Thermometer Detector, Filled-System Thermometer

Page 20: makalah pengpros analisa suhu

20

DAFTAR PUSTAKA

www.electro-labs.com/temperature-sensors-types-and-applications

www.id.wikipedia.org/wiki/Termokopel

www.momentous-inst.com/news-detail/mengenal-sensor-suhu-bernama-rtd-resistor-temperature-detector

www.teknikelektronika.com/pengertian-termokopel-thermocouple-dan-prinsip-kerjanya

Tugas Pengendalian ProsesThermocouple, Resistance Thermometer Detector, Filled-System Thermometer