THRMOCOUPLE

BAB I

PENDAHULUAN

A.    Latar Belakang

Temperatur suatu benda atau lingkungan dapat diukur dengan thermometer. Namun ketika thermometer mempunyai keterbatasan pembacaan. Thermometer hanya mampu mengukur hingga suhu 100°C. Dalam perindustrian, pengukuran suhu untuk peleburan timah atau apapun memerlukan alat untuk mengukur suhu dan thermometer tidak dapat digunakan karena hanya mempunyai rentang 0°C – 100°C. Suhu merupakan salah satu parameter yang penting untuk diukur dalam rangka menentukan kehilangan atau membuat keseimbangan energi panas. Oleh karena itu mereka menggunakan termokopel untuk mengukur suhu karena memiliki ketepatan yang tinggi.

Pada tahun 1821, seorang fisikawan Estonia bernama Thomas Johann Seebeck menemukan bahwa sebuah konduktor (semacam logam) yang diberi perbedaan panas secara gradien akan menghasilkan tegangan listrik. Hal ini disebut sebagai efek termoelektrik. Konduktor tambahan ini kemudian akan mengalami gradiasi suhu, dan mengalami perubahan tegangan secara berkebalikan dengan perbedaan temperatur benda. Menggunakan logam yang berbeda untuk melengkapi sirkuit akan menghasilkan tegangan yang berbeda, meninggalkan perbedaan kecil tegangan memungkinkan kita melakukan pengukuran, yang bertambah sesuai temperatur. Perbedaan ini umumnya berkisar antara 1 hingga 70 microvolt tiap derajad celcius untuk kisaran yang dihasilkan kombinasi logam modern. Beberapa kombinasi menjadi populer sebagai standar industri, dilihat dari biaya, ketersediaanya, kemudahan, titik lebur, kemampuan kimia, stabilitas, dan hasil. Sangat penting diingat bahwa termokopel mengukur perbedaan temperatur di antara 2 titik, bukan temperatur absolut.
Oleh karena itu, untuk lebih jelasnya akan dipaparkanan beberapa hal yang berhubungan dengan Termokopel.

B.     Rumusan Makalah

1.      Apa pengertian dari alat ukur termokopel?

2.      Bagaimana prinsip kerja alat ukur termokopel?

3.      Apa saja jenis-jenis alat ukur termokopel?

4.      Apa kegunaan alat ukur termokopel pada microwave?

C.     Tujuan Makalah

1.      Untuk mengenal salah satu ukur fisika yaitu termokopel.

2.      Untuk mengetahui prinsip kerja alat ukur termokopel

7.                          3.   Untuk mengetahui jenis-jenis alat ukur termokopel

Untuk mengetahui kegunaan alat ukur termokopel pada microwave 

          D.   Manfaat Makalah

Manfaat dari makalah ini yaitu untuk menambah pengetahuan serta wawasan tenteng alat ukur termokopel, baik prnsip kerjanya maupun jenis-jenisnya.

BAB II

PEMBAHASAN

A.    Pengertian Termokopel

Termokopel (termocouple) 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 pada Tahun 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”.

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.

B.     Prinsip Kerja Termokopel

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 berikut ini :

 

Berdasarkan Gambar diatas, ketika kedua persimpangan atau Junction memiliki suhu yang sama, maka beda potensial 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.

C.    Jenis-jenis Termokopel (thermocouple)

Tersedia beberapa jenis termokopel, tergantung aplikasi penggunaannya, yaitu :

1. Termokopel Tipe B (Pt・30%Rh/Pt・6%Rh)  

Termokopel Tipe  B dapat digunakan secara terus menerus dalam proses oksidasi dan atmosfer netral hingga 1600 ℃ dan dalam penggunaan waktu singkat bisa sampai 1700 ℃. Tipe B  dianjurkan terutama untuk aplikasi yang memerlukan presisi pengukuran dan durabilitas pada suhu yang tinggi. . Range temperature: 600℃ sampai 1700℃

2. Termokopel Tipe R (Pt・13%Rh/Pt)

Tipe R memiliki sifat mekanik  superior dan direkomendasikan untuk penggunaan terus menerus dalam proses oksidasi dan atmosfer lembam sekitar suhu hingga 1400 ℃ dan penggunaan waktu singkat bisa sampai 1600 ℃. Namun tidak boleh digunakan dalam ruang hampa, Di antara termokopel (jenis logam mulia)  Tipe R yang paling banyak digunakan. . Range temperature: 0℃ sampai 1600℃

3. Termokopel Tipe S (Pt・10%Rh/Pt)

Termokopel Tipe S adalah sejarah pertama termokopel yang dikembangkan oleh Le Chatelier tahun 1886. Ini telah banyak digunakan sebagai thermometer standar sebagai interpolasi untuk menentukan Suhu skala antara fixed (pembekuan) poin mulai dari 630,74 ℃ dari Antimony ke 1064.43 ℃ dari Emas didefinisikan oleh International Practical Temperature Scale (IPTS). aplikasi mirip dengan Tipe R, tetapi memiliki sedikit kekuatan mekanik. Range temperature: 0℃ sampai 1600℃

4. Termokopel Tipe N (Nicrosil/Nisil)

Tipe N ini merupakan kombinasi termokopel baru 84Ni-14.2Cr-1.4Si vs 95.5Ni.-4.4Si-0,1 mg pertama kali dikembangkan oleh Bahan Penelitian Laboratorium Australia Departemen Pertahanan. Penelitian lebih lanjut dan evaluasi telah secara ekstensif dilakukan oleh NIST (Eks NBS), ASTM dan penelitian organisasi untuk standarisasi.  Tipe N memiliki sifat superior dalam stabilitas jangka panjang dan oksidasi resistensi di atas tipe K bila digunakan pada suhu tinggi berkisar 600-1250 ℃. . Range temperature: -200℃ sampai 1250℃

5. Termokopel Tipe K (Ni・Cr/Ni・Al)

Tipe K awalnya dikembangkan oleh Mr A. L. Marsh of Hoskins Co, AS pada tahun 1906 dan, sejak saat itu mengalami banyak perbaikan. memiliki karakteristik yang handal dan paling banyak digunakan sebagai termokopel industri karena memiliki karakteristik yang serbaguna. Dapat digunakan dalam oksidasi atau lembam atmosfer pada suhu sampai dengan 1200 ℃. Tipe K dapat digunakan dalam hidrogen atau amonia pada atmosfer jika poin suhu berada di bawah 42 ℃. Namun, tidak boleh digunakan dalam oksidasi sulfur korosif (atmosfer) kecuali benar-benar dilindungi dengan menggunakan Thermowell  anti korosi. . Range temperature: -200℃ sampai 1250℃

6. Termokopel Tipe J (Iron/Constantan)

Tipe J direkomendasikan untuk digunakan dalam oksidasi atau atmosfer vakum sampai dengan 750 ℃.  tipe J  dengan mudah diterima untuk digunakan dalam berbagai aplikasi. Namun, tidak boleh digunakan dalam atmosfer sulfur di atas 538 ℃ karena pembentukan sulfida yang mengarah ke konduktor. besi Elemen sering berkarat di lingkungan lembab karena itu tipe J  kurang diinginkan daripada tipe T untuk pengukuran suhu rendah. . Range temperature: 0℃ sampai 750℃

7. Termokopel Tipe T (Copper/Constantan)

Tipe T memiliki ketahanan yang baik untuk korosi di atmosfer lembab dan cocok untuk pengukuran temperatur rendah dibawah 0 (nol) . Hal ini dapat digunakan dalam ruang hampa dan dalam proses oksidasi hingga 400 ℃.
tipe T banyak digunakan di laboratorium. Tipe T adalah termokopel pertama yang toleransi penggunaan dalam suhu sub-nol. . Range temperature: -200℃ sampai 350℃

8. Termokopel Tipe E (Ni・Cr /Constantan)

Tipe E memiliki karakteristik resolusi terbaik terhadap perubahan temperatur. karena diadopsi oleh ANSI pada tahun 1964 dan JIS di 1974, tipe E telah memenuhi peningkatan pesat dan telah banyak digunakan bahkan dalam skala besar termal dan stasiun tenaga nuklir. Hal ini dapat digunakan hingga 750 ℃ terus menerus. Tipe E memiliki resistivitas tertinggi  diantara logam dasar termokopel. Range temperature: -200℃ sampai 900℃

9.  RTD (Resistance Temperature Detector)

RTD merupakan salah satu jenis alat pengukur suhu / temperatur yang menggunakan resistensi yang tinggi sehingga menjamin keakurasian yang tinggi dan memiliki respon yang cepat terhadap perubahan suhu / temperatur didalam ruangan atau diluar ruangan. Range Temperature :  -200 sampai dengan 600 ℃.

BAB III

PENUTUP

Kesimpulan

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. Beberapa jenis termokopel yaitu termokopel tipe B, R, S, N, K, J, T, E dan RTD.