TEKNIK KALIBRASI THERMOCOUPEL TYPE K DI PT INALUM KUALA TANJUNG

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

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. Oleh karena proses yang terjadi di pabrik peleburan aluminium memiliki banyak kaitan dengan temperatur, maka termokopel sebagai sensornya, sangat perlu dikalibrasi secara berkala agar hasil produksi sesuai dengan yang diharapkan.

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

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.

Medan,

Maret 2009


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 II.3. TUJUAN PENGUKURAN

................................................. 6

II.4. CARA KERJA PENGATURAN Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

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 III.7.1. Definisi Kalibrasi

........................................... 24

................................................ 24

III.7.2. Tujuan dan Manfaat Kalibrasi .............................. 24 Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

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 IV.5. HAL – HAL YANG BERPOTENSI MENIMBULKAN MASALAH

..................................................................... 44


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 A. CARA KERJA

........................................................... 58

B. GAMBAR KERJA ......................................................

61

C. CONTOH KERJA ......................................................

62

IV.8. TEKNIK MENGKALIBRASI TERMOKOPEL DENGAN LOOP RESISTANCE ...................................................... 72 A. CARA KERJA

..........................................................

72

B. GAMBAR KERJA ......................................................

75

C. CONTOH KERJA ......................................................

76

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

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

Gambar 3.3. Tegangan keluaran sebagai fungsi Temperatur untuk berbagai bahan termokopel……..........

23

5.

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 .......................................................................

9.

57

Gambar 4.3.a. Skema Pemasangan Peralatan Mengkalibrasi Termokopel Tipe-K Bila Instrumen


Calibrator Standar Belum Memiliki Fungsi Koreksi Kebenaran Temperatur dan Termokopel Standar Sebagai Acuan Kalibrasi Tidak Tersedia ........... 61 10.

11.

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

70

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

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

30

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

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

43

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 rumus E = E' + k1tr + k2tr2 denganrumus E = E' + ∆E1

3.

4.

7.

8.


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 industriindustri, seperti pengukuran temperatur pada proses peleburan alumina di PT INALUM. Untuk mendapatkan hasil yang akurat dalam pengukuran, maka alat-alat instrumentasi dalam hal ini termokopel perlu dikalibrasi secara berkala. Kalibrasi merupakan serangkaian kegiatan untuk menentukan Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

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 : 1. Menguraikan prinsip kerja termokopel sebagai sensor temperatur. 2. Menguraikan teknik kalibrasi termokopel.


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 Untuk mempermudah penulisan dalam karya akhir ini, maka penulis membuat sistematika pembahasan. Sistematika pembahasan ini merupakan urutan bab demi bab. Adapun sistematika pembahasan tersebut adalah: Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

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.

BAB IV: TEKNIK KALIBRASI TERMOKOPEL Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

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 Pada sistem pengaturan otomatis terdapat empat langkah yang harus dilaksanakan, yaitu : mengukur, membandingkan, menghitung, dan mengontrol. Keempat langkah tersebut dilakukan oleh instrumeninstrumen yang membentuk mata rantai pengaturan tertutup. Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

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

membandingkan

itu

sendiri,

yaitu

(comperesion),

pengukuran

pencatatan

(measurement),

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. Pengontrol hanya tahu bahwa ia bertugas mengoreksi variabel agar set-poin sama dengan ukuran variabel. Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

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 Furnace adalah suatu alat bantu dalam proses pengkalibrasian termokopel. Detektor yang digunakan pada pengukuran / pengaturan temperatur furnace adalah termokopel, yang fungsi utamanya adalah Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

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 batasbatas 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).

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


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 Penguat adalah suatu alat (pesawat) elektronika yang gunanya untuk memperkuat sinyal listrik, hingga beberapa kali lebih besar dari sinyal Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

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.

Gambar 2.2. Elemen Furnace Electric Sedang Menyala


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.


BAB III TERMOKOPEL SEGAGAI SENSOR TEMPERATUR

III.1. PENGERTIAN TERMOKOPEL Secara harafiah thermocouple berasal dari kata “thermo” yang berarti suhu dan “couple” yang berarti sepasang. Dalam pengertian sebenarnya


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 Pada tahun 1821, seorang fisikawan Estonia bernama Thomas Johann Seeback menemukan bahwa sebuah konduktor (semacam logam) yang diberi perbedaan panas secara gradien akan menghasilkan tegangan listrik. Hal ini disebut sebagai efek termoelektrik. Untuk mengukur perubahan panas ini gabungan dua macam konduktor sekaligus sering dipakai pada ujung benda panas yang diukur. 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.

Gambar 3.1. Hubungan Termokopel Pada banyak aplikasi, salah satu sambungan - sambungan yang dingin dijaga sebagai temperatur referensi, sedang yang lain dihubungkan pada objek pengukuran. contoh, pada gambar di atas, hubungan dingin akan ditempatkan pada tembaga pada papan sirkuit. Sensor suhu yang lain akan mengukur suhu pada titik ini, sehingga suhu pada ujung benda yang diperiksa dapat dihitung. Termokopel dapat dihubungkan secara seri satu sama lain untuk membuat termopile, dimana tiap sambungan yang panas diarahkan ke suhu yang lebih tinggi dan semua sambungan dingin ke suhu yang lebih rendah. Dengan begitu, tegangan pada setiap termokopel menjadi naik, yang memungkinkan untuk digunakan pada tegangan yang lebih tinggi. Dengan adanya suhu tetapan pada sambungan dingin, yang berguna untuk pengukuran di laboratorium, secara sederhana termokopel tidak mudah dipakai untuk kebanyakan indikasi sambungan langsung dan instrumen kontrol. Mereka menambahkan sambungan dingin tiruan ke Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

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. Kabelkabel 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. Mereka memakai perbedaan kecil, biasanya campuran material konduktor yang murah yang memiliki koefisien termoelektrik yang sama dengan termokopel (bekerja pada rentang suhu terbatas), dengan hasil yang tidak seakurat kabel ekstensi. Kombinasi ini menghasilkan output yang mirip dengan termokopel, tetapi operasi rentang suhu pada kabel kompensasi dibatasi untuk menjaga agar kesalahan yang diperoleh kecil. Kabel ekstensi atau kompensasi harus dipilih sesuai kebutuhan Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

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 & Sons Ltd. England, Hal: 80) Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

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 ∆E 2, 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 ditemukan dari karakteristik termokopel seperti pada gambar 4.2. kombinasi dari kedua rumus (3.1.) dan (3.2.) memberi nilai kebenaran dari Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

e.m.f. menjadi E = E' ∆E ±

,

yang darinya berkoresponden dengan nilai

benar suhu (tt), dapat dicari. Dengan cara yang sama koreksi-koreksi bisa ditemukan 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) E = E' + k1tr + k2tr2

(3.3)


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))

Pt 10 Rh – Pt

0.0054

0.012 x 10-3

Pt 30 Rh – Pt 6 Rh

0

0

NiCr – NiAl

0.0404

0

Fe – CuNi

0.0532

0

Cu – CuNi

0.0406

0

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.

Kalkulasi dari resistansi partikular adalah mengatur gerak maju kedepan. Pertama, pertimbangkan resitansi termokopel RT . Sebuah Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

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 αA dan αB. Jika rata – rata temperatur, melebihi ambient temperatur, θM maka RT menjadi: (Eckersdorf. K, Michalski. L and McGhee. L., 1991. Temperature Measurment. John Wiley & Sons Ltd. England, Hal: 87) RT = RA20(1 + αA θM) + RB20(1 + αB θM)

(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+0.25x10-3 x 980/2) + 0.6x0.169(1+1.8x10-3x 980/2) RT = 0.47 Ω

III.3. JENIS-JENIS TERMOKOPEL Beberapa jenis termokopel yaitu:




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 µV/°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 suhu di atas 1600 °C. sensitivitas rendah (10 µV/°C) dan biaya


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. Untuk menjamin umur yang panjang dalam lingkungan operasinya, termokopel dilindungi didalam sebuah tabung logam pelindung atau logam yang ujungnya terbuka atau tertutup. Guna mencegah pengotoran termokopel bila yang digunakan adalah logam-logam mulia (platina dan paduannya), tabung proteksi dilembam secara kimia dan dihampakan Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

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. Pengukuran

temperatur

yang

paling

sederhana

dengan

menggunakan sebuah termokopel adalah menghubungkan lansung sebuah milivoltmeter sensitif ke ujung dingin.

Berarti defleksi alat pencatat

hampir berbanding langsung dengan beda temperatur antara ujung panas dan titik referensi.

Instrumen sederhana ini mememiliki kekurangan-

kekeurangan serius, terutama karena termokopel hanya dapat menyalurkan daya yang sangat terbatas untuk menggerakkan mekanisme alat pencatat.


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

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

III.5. KAWAT PERPANJANGAN Kawat perpanjangan digunakan untuk hubungan antara termokopel dan sebuah perangkat sambungan dingin alat atau instrumen, kawat perpanjangan digunakan untuk alasan menghindari kerugian seperti tahanan tinggi. Jadi yang terpenting bahwa kawat perpanjangan mempunyai daya termolistrik total yang sama dengan termokopel. Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

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.

III.7 KALIBRASI TERMOKOPEL III.7.1. Definisi Kalibrasi Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

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 konvensional

deviasi nilai

kebenaran

penunjukkan

suatu

instrumen ukur, atau devisiasi dimensi nasional yang seharusnya untuk suatu bahan ukur. 2. Menjamin hasil - hasil pengukuran sesuai dengan

standard

nasional

maupun

internasional.


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 diketahui

melakukan seberapa

kalibrasi, jauh

bisa

perbedaan

(penyimpangan) antara harga benar dengan harga yang ditunjukkan oleh alat ukur.

III.7.3. Periode (Selang) Kalibrasi Selang kalibrasi suatu alat tergantung pada karakteristik dan tujuan pemakaiannya. Ditinjau dari segi karakteristiknya makin tinggi kualitas Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

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 Laboratorium pengujian adalah laboratorium yang melaksanakan kegiatan teknis yang terdiri atas penetapan, penentuan satu atau lebih sifat seperti karakteristik suatu produk, bahan, peralatan, organisme, fenomena fisik, Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

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 Laboratorium menjamin bahwa standar yang digunakan adalah edisi mutakhir yang berlaku. Bila perlu standar harus dilengkapi dengan rincian tambahan untuk menjamin penerapan yang Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

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 Metode terpublikasi adalah metode yang dikembangkan oleh ilmuwan atau engineer secara individu dan dipublikasikan oleh organisasi teknis yang mempnyai reputasi, atau dari teks, atau jurnal yang relavan, atau dari spesifikasi pabrik pembuat peralatan. Pengunaan metode terpublikasi di laboratorium harus divalidasi terlebih dahulu.


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 perundangundangan 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 a)

Dikenal dan diterima secara

Kerugian a)

Tidak spesifik

nasional maupun internasional b) Memungkinkan untuk

b) Sering terlalu komplek, lambat,

membandingkan hasil yang

atau biaya mahal untuk tujuan

diperoleh laboratorium yang

laboratorium


berbeda c)

Minimalisasi pelatihan ulang

c)

Beberapa standar internasional

terhadap personel yang pindah dari

tidak tersedia sebagai metode

satu laboratorium ke laboratorium

yang ringkas

yang lain d) Telah dieveluasi dan dicoba secara

d) Tidak mewakili teknologi saat

hati-hati sebelum diterbitkan, untuk

ini karwena proses kaji ulang

meminimalisasi resiko atau masalah

yang lambat dari organisasi

yang tidak diharapkan

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 dikembangkan oleh laboratorium

penggunaan

metode

yang

Metode yang dikembangkan oleh laboratorium (In-house methods) Keuntungan a)

Biasanya mencerminkan teknologi

Kerugian a)

saat ini

Sering dikembangkan dalam suatu laboratorium namun tidak divalidasi melalui uji banding antar laboratorium

b) Sering merefleksikan kebutuhan

b) Data presisi, akurasi dan bias

spesifik laboratorium.

tidak tersedia atau tidak handal c)

Tahapan prosedur kadangkadang dengan sengaja


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 Keuntungan a)

Dikembangkan untuk memenuhi

Kerugian a)

kebutuhan laboratorium dengan

khusus, sehingga tidak

menggunakan sumber daya yang

dimungkinkan untuk diterapkan

ada

pada tujuan lain

b) Dikembangkan untuk suatu tugas

b) Kemungkinan diterima secara

khusus c)

Dikembangkan untuk tujuan

Sering lebih murah dan lebih cepat

nasional atau internasional kecil c)

Kadang-kadang sedikit bahkan tidak ada data yang trsedia untuk akurasi, presisi, dan bias

d) Mudah dikaji ulang dan

d) Biasanya tidak valid untuk uji

dimutakhirkan.

banding antar laboratorium e)

Adanya masalah yang


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 Kalibrasi eksternal merupakan pekerjaan kalibrasi yang dilakukan oleh badan/ instansi yang sudah Anggota Jaringan Kalibrasi atau badan/ instansi yang ditetapkan pemerintah yang diiringi penerbitan sertifikat atau laporan kalibrasi. Menurut tingkat instrumen standard kalibrasi dan bisa Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

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 TEKNIK KALIBRASI TERMOKOPEL TIPE-K DAN PERMASALAHANYA


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 b. Bersihkan peralatan yang akan dikalibrasi dari debu dan kotoran lainnya jika perlu Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

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.

Pada skema pemasangan metode kalibrasi standar pada Gambar 4.1. meliputi: furnace sebagai pemanas, termokopel tipe-K standar sebagai standar kalibrasi, termokopel tipe-K yang dikalibrasi, kalibrator sebagai instrumen pembaca pengukuran, kabel kompensasi sebagai penghubung termokopel ke kalibrator.


Compact calibrator

Compensat ing Cable

Terminal Head Compensat ing Cable Yang dikalibrasi

Terminal Head

Standar

T e r m o k o p e l

T e r m o k o p e l

Furnace

Gambar 4.1. Skema Pemasangan Peralatan Metode Standar Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

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 tipeK standar (A) e. Perhatikan kalibrator standar kemudian catat nilai termokopel tipeK 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.

IV.2. 3. Verifikasi


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: a) Meningkatkan kesadaran personel penanggung jawab melalui pelatihan atau pengarahan dari atasannya


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

DATE: 07/ 02/ 2000 A (°C) № STANDAR 1 2 3 4 5 6 7 8 9

B (°C) PENGUKURAN 100 200 300 400 500 600 750 830 920

100.5 201.2 300.6 400.7 500.7 600.7 700.8 800.8 900.8

INSTRUMEN STANDAR KALIBRATOR 1. COMPACT CALIBRATOR CA 100 TYPE: 255701-U3 NO.12V0933599H YEW 2. – LOKASI KALIBRASI: RUANG KALIBRASI INSTRUMEN SUHU RUANG: ± 23.1 °C NOMOR WI: SEM – WI 11 – 017 RESULT: GOOD D =A-B (±) (°C) KET. DEVIASI TOLERANSI + 05 + 1.2 + 0.6 + 0.7 + 0.7 + 0.7 + 0.8 + 0.8 + 0.8

1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5


√ √ √ √ √ √ √ √ √

10

1000

1000.9

+ 0.9

√

1.5

Tabel 4.1. Contoh Rekaman Kalibrasi

Nama Jabatan T. Tangan Tanggal

IV.3. KASUS

YANG

PELAKSANAAN

Pelaksana Heddy. M Ope/ SEM

Diperiksa Toni F/ SEM

08/02/2000

09/02/2000

SERING

DIJUMPAI

Disetuji Edwarman AM/ SEM 09/02/2000

DALAM

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


NO.

1.

KASUS YANG SERING DIJUMPAI DALAM PELAKSANAAN KALIBRASI Alat

kalibrator

PENYEBAB

terbatas

-Terbatasnya

-Karena kalibrator

sedangkan peralatan yang akan

anggaran dalam

merupakan bagian

banyak,

pengadaan peralatan

vital dalam proses

sehingga waktu yang dibutuhkan

kalibrator

kalibrasi maka

dikalibrasi

sangat

untuk menyelesaikan kalibrasi

intensifkan

tersebut menjadi lama. 2.

SOLUSI

pengadaanya

Tenaga ahli yang bersertifikat

-Petugas tidak

- Adakan pelatihan

masih kurang, sehingga jika

mendapatkan

kalibrasi kepada

terjadi trouble dalam proses

pelatihan khusus

petugas secara berkala

-Rusak/ tidak bisa

-Simpan peralatan

harus

digunakan

dengan baik sampai

spare-part

-Hilang

spare-part tersebut

kalibrasi

terpaksa

menunggu

tenaga ahli tersebut. 3.

Spare-part tidak

ada,

menunggu

yang

dibutuhkan

akibatnya sampai

tersebut didapatkan. 4.

Spare-part

yang

didapatkan dibutuhkan

tidak mungkin didapatkan lagi.

-Pabrikan tidak

-Kanibalisme

memproduksinya lagi

peralatan yaitu gunakan komponen yang masih bagus dari peralatan yang sudah rusak sebagai sperepart

5.

Tool-set yang digunakan untuk mengkalibrasi hilang atau rusak.

-Setelah digunakan

-Susun rapi tool-set

dibiarkan berserakan

pada raknya setelah


-Dipinjam petugas

digunakan

lain

-Jangan dipinjamkan kepada petugas lain selain petugas kalibrasi

IV.4.

MASALAH

TEKNIS

PELAKSANAAN

YANG

DIJUMPAI

DALAM

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 : -

Gunakan tabel 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. 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.

1.

MASALAH TEKNIS YANG DIJUMPAI DALAM PELAKSANAAN KALIBRASI TERMOKOPEL TIPE-K Kawat termokopel sudah terkontaminasi zat-zat kimia

PENYEBAB

SOLUSI

-Zat kimia yang

- Bersihkan terlebih dahulu

terbawa udara

dengan zat pencuci yang

-Zat kimia cair yang

memiliki pH balance, setelah

bereaksi dengan

itu dilap dan biarkan kering

kawat termokopel

terlebih dahulu. - Lakukan kalibrasi sesuai pelaksanaan kalibrasi termokopel. - Jika data hasil kalibrasi menunjukkan deviasi lebih besar dari toleransi yang diizinkan maka ganti kawat tersebut dengan yang baru.


2.

Ketidaktersediaan termokopel standard sebagai acuan kalibrasi

-Rusak atau tidak

- Gunakan tabel

memungkinkan

karakteristik referensi

untuk digunakan

kalibrasi untuk termokopel type-K (akan dijelaskan pada sub-bab selanjutnya)

3.

Walaupun ternokopel

-korosi pada

- Cek terminal termokopel

terminal termokopel

dan kabel/ kawat

-Daya hantar listrik

penghubung ke kalibrator,

kalibrasi menunjukkan

pada kawat

bila tidak memungkinkan

deviasi lebih besar dari

perpanjangan

segera diganti.

sudah diganti dengan yang baru, data-data hasil

toleransi yang diizinkan.

termokopel lemah karena material kawat kabel perpanjanagan tidak sama dengan kawat termokopel tipe-k (NiCr-NiAl)

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. 1. Udara yang kotor


- 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

5. Batere dibiarkan di dalam alat yang hanya sesekali dipakai


- 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

10. Tidak ada rak/alat pengering/oven untuk alat yang baru dicuci Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

-

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 - Stabiliser 500 W digunakan untuk peralatan 1000 W - Peralatan laboratorium digunakan untuk bukan keperluan laboratorium


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.

1.

HAL – HAL YANG BERPOTENSI MENIMBULKAN MASALAH DALAM PROSES KALIBRASI Udara yang kotor

KETERANGAN

-Udara mengandung gas asam

SOLUSI



(sulfur dioksida, khlor, karbon dioksida) dalam jumlah besar dapat menyebabkan material menjadi rusak - Udara mengandung debu

Gunakan air purifer



Bersihkan saringan udara AC secara berkala

dan partikel mikro dapat mempengaruhi semikunduktor peralatan


2.

Tidak Ada Penstabil Arus

- Arus turun naik tanpa



terkendali, penstabil arus

Periksa penstabil arus

tidak berfungsi sebagaimana

secara berkala,

mestinya, penstabil arus rusak

perbaiki/ ganti

menyebabkan komponen

komponen

peralatan rusak

yang rusak. 

Buat cadangan penstabil arus

3.

Listrik Mati-Hidup tak menentu

- Paling berbahaya untuk



instrumen dengan IC/komputer

Gunakan arus dari baterai



Beck-up dengan

- Sangat merusak

generator set

bahan – bahan yang disimpan

(genset)

dalam freezer/refrigrator/kamar ber AC 4.

Jaringan kabel tidak memenuhi syarat

- Menyambung kabel tidak



semestinya, kabel tidak cukup

Socket dalam

terisolasi, ada gulungan-

penyambungan

gulungan sehingga timbul arus induksi

kabel 

Gunakan kabel yang memiliki

- Sambungan –

standar SNI

sambungan logam berkarat sehingga kemampuan daya

Gunakan



hantar listrik berkurang.

Periksa instalasi listrik secara berkala

5.

Baterai dibiarkan di dalam alat yang hanya

- Merupakan kelalaian paling sering dilakukan untuk



Segera buka baterai begitu


sesekali dipakai

instrumen yang memakai

selesai dipakai

baterai, hal tersebut dapat

untuk alat yang

membuat baterai lemah

hanya sesekali

sehingga terjadi pemborosan

dipakai

baterai 6.

Peralatan kalibrasi tidak pernah dikalibrasi

- Kalibrasi tidak



Lakukan

berkala/ hanya sesekali,

kalibrasi

kalibrasi tidak sempurna

peralatan

menyebabkan peralatan makin

sesuai

lama makin rusak

prosedur 

Lakukan kalibrasi secara berkala

7.

Kerusakan kecil dibiarkan

- Kerusakan kecil adalah



awal, kerusakan besar

kerusakan

- Biasa terlupakan

kecil, segera

karena terus menerus dipakai

parbaiki bila

atau jarang dipakai 8.

Dicuci/ dibersihkan

- Zat pencuci/

tidak dengan bahan

pembersih yang tidak tepat

yang tepat

Jangan abaikan

terdeteksi 

Harus tahu pencuci/

dapat merusak instrumen

pembersih yang tepat untuk setiap bahan yang berbeda

9.

Alat dan bahan pencuci/ pembersih

- Petugas cenderung menggunakan apa yang ada



Segera lengkapi alat


tidak tersedia atau tidak lengkap

sehingga memungkinkan

dan bahan

terjadi kerusakan peralatan.

pencuci yang tetap

10.



Tidak ada rak/ alat

- Dianggap masalah kecil

pengering/ oven untuk

sehingga sering diabaikan,

khusus dan

alat yang baru dicuci

tetapi dapat menyebabkan

peralatan

kualitas bahan peralatan

Sediakan rak

pengering

menjadi rusak 11.

Mengunakan bahan

- Bensin, Asam, Basa, dapat

yang korosif.

menimbulkan perkaratan pada



Segera bersihkan

peralatan berbahan logam

peralatan dari bahan yang bersifat korosif setelah digunakan.

12.

Alat dibuka tapi tidak dipakai.

- menyebabkan komponen



peralatan rusak akibat

Kalau tidak dipakai,

masuknya uap air.

simpan di kotak tertutup di kamar AC dan bebas asam dan uap air. 

Alat yang hanya sesekali dipakai juga diperlakukan sama.


13.

Peralatan dan

- Sumber kerusakan karena



Sediakan

komponen berserakan

komponen bisa hilang/ rusak.

tempat khusus

ketika direparasi

Menyebabkan peralatan rusak

untuk

akibat terjatuh dan terinjak

komponen

pada saat reprasi.

yang telah dibongkar. 

Gunakan tool box untuk menyimpan peralatan

14.

Kesalahan pemakai

- Umumnya karena



pemakai tidak mengerti, tidak

Beri pelatihan kepada

teliti, tidak baca manual

pemakai cara

- Sering pemakai

menggunakan

tidak bertanya kepada ahli

peralatan

teknis/ analis.

sesuai dengan manual booknya. 

Siapkan ahli teknis untuk memberikan bimbingan.

15.

Pemakaian alat bukan untuk tugasnya

- Stabiliser 500 W digunakan untuk peralatan 1000 W - Peralatan



Tempatkan dan gunakan peralaantan

laboratorium digunakan untuk

sesuai dengan

bukan keperluan laboratorium

tempat dan fungsinya.


16.

Alat pendeteksi faktor lingkungan tidak ada atau tidak berfungsi

- Termometer dinding,



Lengkapi

higrometer dinding,

instrumen

termohigrometer dinding

pengukur

- Keasaman udara - Volt-Ampere meter

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. 1) Persiapan Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

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

: SF 7500

1 buah type

NISHIMURA 2. Alat bantu 

Wire Connector, tool set.

3) Pelaksanaan a. Hubungkan termokopel yang akan diuji dan dikalibrasi ke “Compact Calibrator CA 100 standard” b. Tentukan nilai beberapa suhu yang akan diuji minimum 10 poin, kemudian catat pada lembar kerja (B) Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

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 Skema pemasangan pada Gambar 4.2.a. meliputi kalibrator sebagai instrumen pembaca pengukuran, furnace standar sebagai pemanas dan sebagai standar acuan termokopel yang akan kalibrasi, termokopel tipe-K yang dikalibrasi, kabel kompensasi sebagai penghubung termokopel ke

Compact calibrator

kalibrator.


Compensating Cable Terminal Head

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

Tabel 4.5. Data Hasil Percobaan B (°C)

A (°C)

D = A-B

(±) (°C)

SUHU YANG

HASIL

DEVIASI

TOLERANSI

DIATUR

PEMBACAAN

OUTPUT

DENGAN

COMPACT

TERMOKOPEL

FURNACE

CALIBRATOR

TIPE-K (NiCr-

STANDAR

C100

NiAl)

KET.

100

100.6

0.6

1.5

√

200

201.1

1.1

1.5

√

300

300.5

0.5

1.5

√

400

400.2

0.2

1.5

√

500

500.6

0.6

1.5

√

600

600.7

0.7

1.5

√

750

750.8

0.8

1.5

√

830

831.2

1.2

1.5

√

920

920.6

0.6

1.5

√

1000

1000.9

0.9

1.5

√

Untuk memudahkan analisa maka dibuatlah grafik pada Gambar 4.3.b. berdasarkan data hasil percobaan pada Tabel 4.6.b.


Temperatur

°C

Suhu Furnace Standar Temperatur

1100 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Poin ke-n Gambar 4.2.b. Grafik Perbedaan Suhu Antara Furnace Standar dengan Indikasi Temperatur Termokopel yang Dikalibrasi

Kesimpulan: Karena deviasi < toleransi yang diizinkan pada setiap seleksi suhu yang diuji maka termokopel tipe-K tersebut dinyatakan masih bagus dan dapat digunakan kembali sampai periode kalibrasi berikutnya.

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 Untuk mengkalibrasi termokopel tipe-K bila instrumen calibrator suhu standar belum memiliki fungsi koreksi kebenaran temperatur maka kita Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

dapat lakukan perhitungan koreksi temperatur untuk mendapatkan nilai temperatur yang sebenarnya.

A. CARA KERJA Dalam metode cara kerjanya meliputi persiapan, peralatan yang digunakan, pelaksanaan. 1) Persiapan 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 standar 

Calibrator Suhu Standar

1 buah



Electric Furnace

1 buah type

: SF 7500 NISHIMURA

2. Alat bantu Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009




3) Pelaksanaan a. Hubungkan termokopel yang akan diuji dan dikalibrasi ke kalibrator suhu standar b. Tentukan nilai beberapa suhu yang akan diuji minimum 10 poin, kemudian catat pada lembar kerja (A) c. Atur pengaturan suhu furnace standar tahap demi tahap sesuai dengan nilai yang telah ditentukan d. Perhatikan instrumen kalibrator suhu standar, kemudian catat nilai nominal reference temperature (trn), reference temperature (tr), indicated temperature (ti). e. Hitung true temperature (tt) dengan menggunakan rumus: 

E = E' + ∆E1

Jika, tr1 > trn



E = E' - ∆E2

Jika, tr2 < trn



E = E' + k1tr + k2tr2



tt = ti + C(tr - trn)

Jika, tr ≠ trn , trn = +20 0C



∆E1 = tr1 - trn

Jika, tr1 > trn



∆E2 = trn - tr2

Jika, tr1 > trn

Jika, trn = 0 0C, tr ≠ 0 0C, 0 < tr < 50 0C

Keterangan: E

= true e.m.f

(mV)

E'

= the measured value of the e.m.f

(mV)

∆E1/ ∆E2

=

the correction

(mV)


trn

= nominal reference temperature

(°C)

tr

= reference temperature

(°C)

ti

= indicated temperature

(°C)

tt

= true temperature

(°C)

k1

= coefficients

(mV/ °C)

k2

= coefficients

(mV/ (°C)2)

C

= coefficients

f. Catat hasil perhitungan true temperatur (tt) pada setiap poin suhu yang diuji di lembar kerja (B) g. Bandingkan nilai yang didapat dari true temperature (tt) dengan suhu furnace standar pada setiap poin suhu yang diuji h. Hitung besar nilai deviasi, dimana deviasi = A-B i.

Bandingkan deviasi yang didapat dengan toleransi yang diizinkan

j.

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. GAMBAR KERJA Skema pemasangan pada Gambar 4.3.a. meliputi kalibrator sebagai instrumen pembaca pengukuran, furnace standar sebagai pemanas dan sebagai standar acuan termokopel yang akan kalibrasi, termokopel tipe-K Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

yang dikalibrasi, kabel kompensasi sebagai penghubung termokopel ke

Compact calibrator

kalibrator.


T e r m o k o p e l

Furnace

Gambar 4.3.a. Skema Pemasangan Peralatan Mengkalibrasi Termokopel Tipe-K Bila Instrumen Calibrator Standar Belum Memiliki Fungsi Koreksi Kebenaran Temperatur dan 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 Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

yang telah ditentukan. Kemudian ukur suhu setiap poin dengan termokopel tipe-K yang akan dikalibrasi dan telah terhubung dengan kalibrator dalam hal ini Calibrator Suhu Standar. Maka didapatlah hasilya seperti Tabel 4.6.a.


№

A (°C)

NOMINAL

REFERENCE

INDICATE

TRUE

REFERENCE

TEMPERAT

D

TEMPERAT

TEMPERAT

URE

TEMPERA

URE (tt)

URE (trn)

(tr)

TUR (ti)

°C

°C

SUHU YANG DIATUR DENGAN FURNACE

°C °C

STANDAR

1

100

0

20

80

?

2

200

0

20

180

?

3

300

0

30

270

?

4

400

0

40

360

?

5

500

0

30

470

?

6

600

0

50

550

?

7

750

0

30

720

?

8

830

0

30

800

?

9

920

30

20

930

?


10

1000

20

40

970

?

Perhitungan corrected true temperature: 1. Dari tabel temperatur tipe-K, pada temperatur

ti = 80 °C,

E' = 3.266 mV Masih dari tabel, untuk tr = 20 °C, ∆E1 = 0.798 mV Harga koreksi dari e.m.f. adalah: E = E' + ∆E1 = 3.266 + 0.798 = 4.064 mV Dari tabel temperatur tipe-K, E = 4.064 mV true temperature, tt = 99.25 °C

Bila menggunakan rumus E = E' + k1tr + k2tr2 maka: E = 3.266 + 0.0404 x 20 = 4.074 mV Dari tabel temperatur tipe-K, E = 4.074 mV true temperature, tt = 99.49 °C

2. Dari tabel temperatur tipe-K, pada temperatur

ti = 180 °C,

E' = 7.338 mV Masih dari tabel, untuk tr = 20 °C, ∆E1 = 0.798 mV Harga koreksi dari e.m.f. adalah: E = E' + ∆E1 = 7.338 + 0.798 = 8.136 mV Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

Dari tabel temperatur tipe-K, E = 8.136 mV true temperature, tt = 200 °C



ti = 270 °C,

E' = 10.969 mV Masih dari tabel, untuk tr = 30 °C, ∆E1 = 1.203 mV Harga koreksi dari e.m.f. adalah: E = E' + ∆E1 = 10.969 + 1.203 = 12.172 mV Dari tabel temperatur tipe-K, E = 12.172 mV true temperature, tt = 299.15°C



ti = 360 °C,


E' = 14.712 mV Masih dari tabel, untuk tr = 40 °C, ∆E1 = 1.611 mV

Harga koreksi dari e.m.f. adalah: E = E' + ∆E1 = 14.712 + 1.611 = 16.323 mV Dari tabel temperatur tipe-K, E = 16.323 mV true temperature, tt = 398.29 °C



ti = 470 °C,



Bila menggunakan rumus E = E' + k1tr + k2tr2 maka: E = 19.363 + 0.0404 x 30 = 20.575 mV Dari tabel temperatur tipe-K, E = 20.575 true temperature, tt = 498.47 °C


ti = 550 °C,



ti = 720 °C,





ti = 800 °C,




ti = 930 °C,

E' = 38.519 mV Masih dari tabel, untuk tr = 10 °C, ∆E2 = 0.397 mV Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

Harga koreksi dari e.m.f. adalah: E = E' - ∆E2 = 38.519 - 0.397 = 38.122 mV Dari tabel temperatur tipe-K, E = 38.122 mV true temperature, tt = 920 °C


ti = 980 °C,



Perhitungan diatas diakumulasikan dalam bentuk data pada Tabel 4.6.b.

Tabel 4.6.b. Data Hasil Percobaan

№

A (°C) SUHU YANG DIATUR DENGAN FURNACE STANDAR

B (°C) TRUE TEMPERATURE

D =A-B DEVIASI

(tt)

(±) (°C) TOLERANSI OUTPUT TERMOKOP EL TIPE-K (NiCr-NiAl)

KET.

1

100

99.25

0.75

2.5

√

2

200

200

0

2.5

√

3

300

299.15

0.85

2.5

√

4

400

398.29

1.71

2.5

√

5

500

498.26

1.74

2.5

√

6

600

597.5

2.5

2.5

√

7

750

748.89

1.11

2.5

√

8

830

829.46

0.54

2.5

√

9

920

920

0

2.5

√

10

1000

1000.43

- 0.43

2.5

√


Untuk memudahkan analisa maka dibuatlah grafik pada Gambar 4.3.b. berdasarkan data hasil percobaan pada Tabel 4.6.b.

Temperatur

°C

1100 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1011 Poin ke-n SUHU FURNACE STANDAR TRUE TEMPERATUR

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



Berikut (Tabel 4.6.c.) merupakan perbedaan hasil percobaan antara rumus E = E' + k1tr + k2tr2 dengan rumus E = E' + ∆E1 untuk mendapatkan true temperature. Tabel 4.6.c. Data Hasil Percobaan rumus E = E' + k1tr + k2tr2 dengan rumus E = E' + ∆E1 untuk mendapatkan true temperature. POIN

SUHU

B (°C)

A (°C)

S =A-B SELISIH

YANG

TRUE

TRUE

DIUJI

TEMPERATURE (tt)

TEMPERATURE (tt)

DENGAN RUMUS

DENGAN RUMUS

E = E' + k1tr + k2tr2

E = E' + ∆E1

1

100

99.49

99.25

0,24

2

200

200.23

200

0,23

3

300

299.37

299.15

0,22

4

400

398.41

398.29

0,12

5

500

498.47

498.26

0,21

7

750

749.10

748.89

0,21

8

830

829.68

829.46

0,22

RATA – RATA SELISIH

0,207143


Kesimpulan: Perbedaan temperatur yang didapat dari perhitungan E = E' + ∆E 1, dengan temperatur yang didapat dari perhitunagn E = E' + k1tr + k2tr2, tidak begitu signifikan karena rata – rata selisihnya hanya 0,20....°C.

IV.8. TEKNIK MENGKALIBRASI TERMOKOPEL DENGAN LOOP RESISTANCE Loop Resistance adalah penjumlahan resistansi dari setiap elemen dalam loop eksternal pada instrumen yang sedang diukur.

A. CARA KERJA Dalam metode cara kerjanya meliputi persiapan, peralatan yang digunakan, pelaksanaan. 1) Persiapan 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. Atur suhu ruangan pada temperatur 20 °C e. Pastikan indikator menunjuk nol dan set jika diperlukan f. Pastikan battery masih bagus untuk peralatan yang memakai battery dengan “check battery” fasilitas g. Pasangkan semua kabel power supply peralatan h. Pasangkan peralatan sesuai gambar pemasangan. Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

2) Peralatan Yang Digunakan 1. Alat standar 

Ohmmeter Standar

1 buah



Electric Furnace

1 buah type

: SF 7500 NISHIMURA

2. Alat bantu 


3) Pelaksanaan a. Hubungkan termokopel yang akan diuji dan dikalibrasi ke Ohmmeter standar b. Tentukan nilai beberapa suhu yang akan diuji minimum 5 poin, c. Atur pengaturan suhu furnace standar tahap demi tahap sesuai dengan nilai yang telah ditentukan d. Perhatikan Ohmmeter

standar kemudian catat nilainya pada

lembar kerja (A) e. Hitung thermocouple resistance (RT) dengan menggunakan rumus: 

RT = RA20(1 + αA θM) + RB20(1 + αB θM)

Keterangan: RT

= thermocouple resistance (Ω)

RA20

= resistansi dari kawat positif termokopel tipe-K pada temperatur 20 °C (Ω)


RB20

= resistansi dari kawat negatif termokopel tipe-K pada temperatur 20 °C (Ω )

αA

= koefesien resistansi suhu rata-rata pada kawat positif termokopel tipe-K (1/ °C)

αB

= koefesien resistansi suhu rata-rata pada kawat negatif termokopel tipe-K (1/ °C)

θM

= (measured temperature – ambient temperature)/2 (°C)

f. Catat hasil perhitungan thermocouple resistance (RT) pada setiap poin suhu yang diuji di lembar kerja (B) g. Bandingkan nilai yang didapat dari perhitungan thermocouple resistance (RT) dengan pembacaan Ohmmeter standar pada setiap poin suhu yang diuji h. Hitung besar nilai deviasi, dimana deviasi = A-B i.

Bandingkan deviasi yang didapat dengan toleransi yang diizinkan pada Ohmmeter standar

j.

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. GAMBAR KERJA Skema pemasangan pada Gambar 4.4.a. meliputi ohmmeter sebagai instrumen pembaca pengukuran, furnace standar sebagai pemanas dan sebagai standar acuan termokopel yang akan kalibrasi, termokopel tipe-K yang dikalibrasi, kabel kompensasi sebagai penghubung termokopel ke

Ohmmeter

kalibrator.


T e r m o k o p e l

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

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

C. CONTOH KERJA Misalkan untuk mengkalibrasi termokopel tipe-K telah ditentukan 5 poin nilai suhu yaitu: (900, 1000, 1000, 1000, 1000)°C. Dengan menggunakan metode loop resistance hitung resistansi sebuah termokopel NiCr-NiAl dengan data percobaan pada Tabel 4.7.a.

№


°C

A( Ω)

B( Ω)

AMBIENT TEMPERAT UR

OHMMET

THERMOC

ER

OUPLE

TOLERAN

RESISTANC

DENGAN

SI 0.0147

E (RT)

FURNACE

Ω

(°C)

WIRES (mm)

SUHU YANG

(tt)

DIATUR

STANDAR LENGTH

DIAMETER

1

900

600

1,2

20

0,72393

?

2

1000

600

1,5

20

0,47687

?

3

1000

780

2,0

20

0,35770

?


4

1000

780

2,5

20

0,23045

?

5

1000

780

3,0

20

0,16326

?

Perhitungan thermocouple resistance: 1. Dengan

menggunakan

characteristic

data

of

standardized

thermocouples wires Maka RT = RA20(1 + αA θM) + RB20(1 + αB θM) = 0.6 x 0.641(1 + 0.25x10-3 x 880/ 2) + 0.6 x 0.265(1 + 1.8x10 -3 x 880/ 2) = (0.38460 x 1.11000) + (0.15900x 1.79200) = 0.42691+ 0.28493 = 0.71183 Ω

2. Dengan

menggunakan

characteristic

data

of

standardized

thermocouples wires Maka RT = RA20(1 + αA θM) + RB20(1 + αB θM) = 0.6 x 0.410(1 + 0.25x10-3 x 980/ 2) + 0.6 x 0.169(1 + 1.8x10 -3 x 980/ 2) = (0.24600 x 1.12250) + (0.10140 x 1.88200) = 0.27614 + 0.19083 = 0.46697 Ω

3. Dengan

menggunakan

characteristic

data

of

standardized

thermocouples wires Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

Maka RT = RA20(1 + αA θM) + RB20(1 + αB θM) = 0.78x 0.230(1 + 0.25x10-3 x 980/ 2) + 0.78 x 0.099(1 + 1.8x10 -3 x 980/ 2) = (0.17940x 1.12250) + (0.07722x 1.88200) = 0.20138+ 0.14533 = 0.34670 Ω

4. Dengan

menggunakan

characteristic

data

of

standardized

thermocouples wires Maka RT = RA20(1 + αA θM) + RB20(1 + αB θM) = 0.78 x 0.147(1 + 0.25x10-3 x 980/ 2) + 0.78 x 0.061(1 + 1.8x10-3 x 980/ 2) = (0.11466x 1.12250) + (0.04758x 1.88200) = 0.12871+ 0.08955 = 0.21825 Ω

5. Dengan

menggunakan

characteristic

data

of

standardized

thermocouples wires Maka RT = RA20(1 + αA θM) + RB20(1 + αB θM) = 0.78 x 0.102(1 + 0.25x10-3 x 980/ 2) + 0.78 x 0.042(1 + 1.8x10-3 x 980/ 2) = (0.07956 x 1.12250) + (0.03276x 1.88200) = 0.08931+ 0.06165 Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

= 0.15096 Ω

Perhitungan diatas diakumulasikan dalam bentuk data pada Tabel 4.7.b.

Tabel 4.7.b. Data Hasil Percobaan A( Ω)

B( Ω)

OHMMETER

THERMOCOUPLE

TOLERANCE

RESISTANCE (RT)

D = A-B

KET.

DEVIASI

0.0147 Ω

0,72393

0,71183

0,0121

√

0,47687

0,46697

0,0099

√

0,35770

0,34670

0,0110

√

0,23045

0,21825

0,0122

√

0,16326

0,15096

0,0123

√



BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

V.1. KESIMPULAN Dari analisa penulis ada beberapa permasalahan yang dapat disimpulkan yaitu: a) Termokopel sebagai alat sensor suhu harus terpelihara dengan baik supaya hasil pengukurannya lebih akurat. b) Dengan kalibrasi secara perodik termokopel akan tetap terpelihara dan senantiasa bekerja sesuai standarnya. c) Metode kalibrasi suatu peralatan instrumen berbeda dengan peralatan intrumen lainnya. d) Metode yang digunakan dalam pelaksanaan kalibrasi tidak hanya tergantung pada metode standar saja, masih ada metode Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

lain yang bisa dikembangkan berdasarkan teori spesifik peralatan instrumen tersebut. e) Metode kalibrasi suatu peralatan intrumen berkaitan dengan teori dasar instrumen tersebut f) Permasalahan

–

permasalahan

dalam

proses

kalibrasi

termokopel tipe – K akan mudah diselesaikan apabila personal yang melaksanakan kegiatan kalibrasi mengerti dan paham akan teori dasar dan karateristik peralatan tersebut.

V.2.SARAN Dari kesimpulan penulis ada beberapa saran yang akan disampaikan yaitu: a) Supaya pelaksanaan kalibrasi termokopel tipe – K berjalan dengan lancar maka personal kalibrasi haruslah benar – benar mampu dan paham akan karakteristik termokopel tipe – K. b) Peralatan – peralatan standar kalibrasi haruslah selau ada dan terpelihara dengan baik di dalam laboratorium kalibrasi. c) Personal pelaksana kalibrasi harus selalu di latih secara berkala. d) Personal pelaksana kalibrasi diharapkan dapat mengikuti perkembangan peralatan instrumentasi pada pabrik supaya pengetahuan mereka selalu up-to-date.


DAFTAR PUSTAKA

Anonimous, 2007. http://www.Termokopel.wikipedia.yahoo.com. [17 Septembaer 2008]. Carrol.G.C, 1980. Industrial Instrument Servicing Handbook. First Edition. Mc Graw – Hill Book Company, Inc. Newyork. Chiang, Hai Hung, 1984. Electrical and Electronic Instrumentation. John Wiley & Sons. Inc, Canada. Eckersdorf. K, Michalski. L and McGhee. L., 1991. Temperature Measurment. John Wiley & Sons Ltd. England. Hadi, A. 2007. Pemahaman dan Penerapan ISO/ IEC 17025: 2005. Persyaratan Umum Kompetensi Laboratorium Pengujian dan Laboratorium Kalibrasi. Gramedia Pustaka Utama, Jakarta. Kan, 2005. http://www.kalibrasi.yahoo.com. [ 17 September 2008]. Madabout kitcars, 2007. http://www.Termokopel.yahoo.com. [ 17 September 2008].


Quinn, T.J., 1983. Temperature ( Monographs in Physical Measurement. Series Editor : A.H.Cook), Academic Press Inc. (London) LTD. SRS Tech Note, 2007. http://wwwthinkSRS.yahoo.com. [18 September 2008].


TEKNIK KALIBRASI THERMOCOUPEL TYPE K DI PT INALUM KUALA TANJUNG

Recommend Documents