KALIBRASI TERMOKOPEL TIPE K DENGAN HEAD BERDASARKAN SUHU PANAS KE DINGIN

Transkripsi

1 KALIBRASI TERMOKOPEL TIPE K DENGAN HEAD BERDASARKAN SUHU PANAS KE DINGIN Hendra Andriyani, Mulya Juarsa, Edi Marzuki, Yogi sirodz Gaos Muhammad Yulianto Laboratorium Riset Engineering Development for Energy Conversion and Conservasion (EDFEC) Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik Universitas Ibn Khaldun Bogor JL.KH. Soleh Iskandar KM.2, Kedung Badak-Bogor a_hendra61@yahoo.com Abstrak Kalibrasi termokopel tipe K dengan head berdasarkan suhu panas ke dingin, beberapa fasilitas yang ada di Laboratorium Riset Engineering Development for Energy Conversion and Conservasion, menggunakan Natinal Instrument-Data Aquisition (NI-DAQ), sistem ini untuk pembacaan hasil pengukuran suhu dan sensor pengukuran suhu berupa termokopel. Telah dilakukan penentuan parameter dengan cara pengkalibrasian termokopel dengan head. Termokepel berfungsi sebagai sensor suhu,karena termokpel adalah sensor yang digunakan dalam pengukuran suhu pada pengujian termokopel. Dengan pengujian tersebut perlu dilakukan pangkalibrasian agar tidak terjadi kesalahan pengukuran pada termokopel. Kalibrasi yaitu serangkaian kegiatan untuk menentukan nilai kebenarannya pada alat pengukuran dengan cara membandingkan standar ukuran. Peneliti ini bertujuan memahami cara kerja dan konstruksi dari termokopel tipe K dan memperoleh hasil perbandingan selisih nilai dan eror rata-rata dari termokopel tipe K. Hasilnya menunjukkan bahwa perbandingan selisih rata-rata yaitu +1,79 % dan hasil kalibrasi eror rata-rata yaitu +5,55 %. Kata kunci: Termokopel, kalibrasi, suhu Pendahuluan Perkembangan teknologi yang cepat dalam peralatan penyensoran telah memungkinkan berbagai pengukuran suhu dilakukan dengan sensor yang memberikan hasil-hasil pengukuran yang sesuai dengan standard nasional. Termokopel merupakan sepasang kawat logam yang tidak sama jenisnya dihubungkan bersama-sama yang apabila kedua ujungnya masing-masing dimasukkan ke dalam dua tempat yang berbeda suhunya, gaya gerak listrik. Tegangan gerak listrik dipengaruhi oleh suhu antara kedua ujungnya. Dalam Laboraorium Riset Engineering Development For Consersion And Conservasion (EdfEC), dengan menggunakan Natinal Instrument-Data Aquisition (NI-DAQ). NI-DAQ yaitu sebuah alat perekam data yang dapat menghasil paremeter dengan laju perekaman 1/sekon data. Untuk menghasilkan data secara maksimal pada termokopel diperlukan pengkalibrasian secara berkala akan mempengaruhi hasil nilai ukur. Termokopel yang sudah dikalibrasi selanjutnya di transfer standar dan sebagai referensi untuk melakukan pengkalibrasian pada termometer. Tujuan dari kalibrasi ini adalah menjamin hasil-hasil dari pengukuran yang sesuai dengan standar nasional, selain itu manfaat dari kalibrasi yaitu untuk menjaga kondisi alat ukur agar tetap sesuai dengan spesifikasinya. Termokopel yang digunakan untuk pengujian distribusi suhu pada batang panas digunakan tipe K (Chromel / Ni-Cr alloy, Alumel / Ni-Al alloy) karena dapat mengukur temperatur tinggi untuk rentang suhu 200 C hingga 1200 C. Teori Termokopel Tipe K Termokopel adalah sensor suhu yang banyak digunakan untuk mengubah perbedaan suhu dalam benda menjadi perubahan tegangan listrik. Termokopel yang sederhana mudah dipasang, dan memiliki jenis konektor standar yang sama, serta dapat mengukur suhu dalam jangkauan suhu yang cukup besar. Tipe K terbuat dari (Chromel (Ni-Cr alloy) / Alumel (Ni-Al alloy) dengan rentang suhu 200 C hingga C. Proceedings Seminar Nasional Teknik Mesin Universitas Trisakti TM01-1

2 Tipe temokopel Tipe Jenis Bahan Kaki Positif Kaki Negatif B Paduan Platina-30% Rhodium Platina E Paduan Nickel-Chromium (Chromel) Paduan Tembaga-Nickel J Besi Paduan Tembaga-Nickel K Paduan Nickel-Chromium (Chromel) Paduan Nikel-Aluminium N Nicrosil Nisil R Paduan Platina-13% Rhodium Platina S Paduan Platina-10% Platina T Tembaga Paduan Tembaga- Nikel Perbandingan temokopel dengan termometer Parameter Termometer Tahanan Termokopel Akurasi/Ketidakpastian Lebih Akurat Kurang Akurat Rentang Ukur Lebih Sempit Lebih Luas Stabilitas Bagus Sedang Harga Lebih Mahal Lebih Murah Sensor Stem Ujung/sambungan Respon Lebih Lambat Lebih Cepat Ukuran Lebih Besar Sangat Kecil Titik Acuan Tidak diperlukan Diperlukan Kalibrasi Kalibrasi merupakan 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. Metodologi Bahan dan Alat Termokopel Temometer NI (National Instrument) Unit Komputer DC Power supply Gelas anti panas Air Penyambungan Termokopel Langkah kerja yang dilakukan penyambungan termokopel menyiapkan peralatan yang dinamakan DC power supply seperti di perlihatkan dalam Gambar 1. Kegunaan alat ini untuk Proceedings Seminar Nasional Teknik Mesin Universitas Trisakti TM01-2

3 menyambung kawat cromel dan kawat alumel yang mempunyai kapasitas tegangan 13,6 volt dan arus 20 ampere. Untuk teknik penyambungan termokopel dilakukan dengan cara sebagai berikut : ujung kawat termokopel dikupas lalu kawat termokopel dibuka dan dipisahkan antara kawat cromel dan alumel dibersihkan setelah itu kedua kawat tersebut digabungkan dengan cara dipilin. Selanjutnya menyiapkan peralatan DC power supply untuk kabel warna hitam dipasang di salah satu kawat termokopel, sedangkan untuk kabel warna merah ujungnya tidak dipasang melainkan akan disentuhkan pada ujung kawat termokopel yang sudah dipilin dengan waktu beberapa detik saja, dan apabila hasilnya sudah menyambung ujung termokopel berbentuk bulat maka kawat termokopel dapat dinyatakan baik,seperti yang diperlihatkan dalam Gambar 2. Setelah itu kawat yang sudah menyambung pada ujung termokopel dibersihkan untuk dipasang head ke termokopel, seperti diperlihatkan dalam Gambar 3. Gambar 1. DC Power Supply Gambar 2. Penyambungan Termokopel Gambar 3. Termokopel dengan Head Langkah Kerja Kalibrasi Langkah kerja yang dilakukan kalibrasi pada termokopel menyiapkan termokopel dan peralatan yang dinamakan Natinal Instrument (NI), seperti diperlihatkan dalam Gambar 4, dan mengunakan sofwer LabVIEW seperti diperlihatkan dalam Gambar 5. Untuk termokopel yang sudah selesai disambung dan dipasang head, disiapkan air panas, gelas anti panas dan es untuk mendinginkan air. Pertama termokopel dipasang kemudian konektor termokopel disambungkan ke alat Natinal Instrument (NI), kemudian termokopel yang sudah dipasang head dimasukan ke air panas bersamaan dengan termometer, selanjutnya dimasukan es hingga air dingin kemudian untuk sistem perekam data menggunakan Natinal Instrument-Data Aquisition (NI-DAQ). Proceedings Seminar Nasional Teknik Mesin Universitas Trisakti TM01-3

4 Gambar 4. Natinal Instrument (NI) Gambar 5. LabVIEW Hasil dan Pembahasan Kalibrasi dilakukan dengan cara membandingkan Suhu yang terbaca oleh termokopel akan dibandingkan dengan hasil baca termometer. Pengujian dilakukan dengan menaikkan suhu dan menurunkan suhu secara bervariasi, kalibrasi dilakukan dengan 5 termokopel dimana pengukuran dengan termometer dan terrmokopel dilakukan secara bersamaan. Dari gambar 6 menujukan hasil kalibrasi termokopel ke-1 dan termometer maka nilai rata-rata selisih 1,36 % dan nilai rata-rata eror 4,09 %. Kemudian hasil kalibrasi termokopel ke-2 dan termometer maka nilai rata-rata selisih 1,6 % dan nilai rata-rata eror 5,12 % seperti yang ditujukan dari gambar 7. Dari hasil kalibrasi termokopel ke-3 dan termometer maka nilai rata-rata selisih 1,85 % dan nilai rata-rata eror 5,72 % seperti yang ditujukan dari gambar 8. Kemudian dari hasil kalibrasi termokopel yang ke -4 maka nilai rata-rata selisih 2,09 % dan nilai rata-rata eror 6,28 % seperti yang ditujukan dari gambar 9. Dari gambar 10 menujukan hasil kalibrasi termokopel ke-5 dan termometer maka nilai rata-rata selisih 2,05 % dan nilai rata-rata eror 6,53 %. Gambar 6. Hasil Kalibrasi Termokopel Ke-1 Terhadap Termometer Proceedings Seminar Nasional Teknik Mesin Universitas Trisakti TM01-4

5 Gambar 7. Hasil Kalibrasi Termokopel Ke-2 Terhadap Termometer Gambar 8. Hasil Kalibrasi Termokopel Ke-3 Terhadap Termometer Gambar 9. Hasil Kalibrasi Termokopel Ke-4 Terhadap Termometer Gambar 10. Hasil Kalibrasi Termokopel Ke-5 Terhadap Termometer Proceedings Seminar Nasional Teknik Mesin Universitas Trisakti TM01-5

6 Kesimpulan Telah dilakukan kalibrasi termokopel tipe k terhadap termometer dan pengkalibrasian ini dilakukan dengan tujuan untuk mengetahui hasil perbandingan selisih nilai dan eror rata-rata dari termokopel tipe K, pembacaan temperatur dengan baik selama dilakukannya kalibrasi. Dari hasil kalibrasi perbandingan selisih rata-rata yaitu +1,79 % dan hasil kalibrasi eror rata-rata yaitu +5,55 %. Maka hasil kalibrasi memperlihatkan bahwa sambungan kawat termokopel menunjukkan suhu dengan sistim perekam data atau Natinal Instrument-Data Aquisition (NI-DAQ) telah sesuai, ini berarti bahwa kalibrasi termokopel terhadap termometer berhasil dikerjakan dengan baik. Ucapan Terima Kasih Terima kasih penulis sampaikan karena rahmat Tuhan Yang Maha Esa, karya tulis ini dapat diselesaikan dan juga terima kasih atas kepada Kepala Laboratorium Riset EDfEC, Dosen peneliti, Asisten Peneliti, dan mahasiswa yang tergabung EDfEC, bimbingan, dan kesempatan yang diberikan kepada kami untuk menggunakan fasilitas eksperimen Daftar Pustaka Hariyo Priambudi Setyo Pratomo, Kalibrasi Single-Normal Hot-Wire Probe Sigmond Cohn Alloy 851 untuk Aliran Jet Terpulsasi, Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknologi Industri, Universitas Kristen Petra Surabaya Muhammad Irvan Siregar, Teknik Kalibrasi Thermocouple type-k di PT INALIUM KUALA TANJUNG, USU. Beni Adi Trisna dan Arfan Sindhu Tistomo, UJI KELAYAKAN TITIK TETAP ALUMINUM SEKUNDER BERDASARKAN KEDALAMAN SUPERCOOLING Properness Test of Secondary Al Fixed Point Based on Supercooling Depth, Puslit PUSLIT KIM-LIPI, Kompleks Puspiptek Serpong Tangerang Harry Persea Americana dkk, TERMOKOPEL TIPE K, Fakultas Teknik Universitas Kristen Maranatha, Bandung. Joko Prasetio W, Kiswanta, Edy Sumarno, Ainur Rosidi, Ismu Handoyo, Khrisna. TEKNIK PERBAIKAN SAMBUNGAN TERMOKOPEL TEMPERATUR TINGGI PADA HEATING-01, Pusat Teknologi Reaktor dan Keselamatan Nuklir BATAN, Sigma Epsilon ISSN Proceedings Seminar Nasional Teknik Mesin Universitas Trisakti TM01-6