Suhu merupakan salah satu parameter yang paling luas penggunaannya baik itu di dalam kehidupan sehari-hari, penelitian ilmiah, maupun di dalam industri. Banyak sekali peralatan bekerja berdasarkan parameter ini, sebut saja, oven, inkubator, mesin penangas, bahkan sampai heater mesin filling industri farmasi, dll. Alat ukur parameter suhu ini juga bermacam-macam, mulai dari termometer (raksa / alkhohol), thermohigrometer, infrared termometer (termometer gun), sampai dengan termokopel. Untuk termokopel sendiri masih terbagi lagi menjadi beberapa tipe, misalnya : termokopel tipe K, tipe J, tipe N, tipe S, dll. Nah pada artikel kali ini kita akan membahas mengenai prinsip kerja termokopel, fungsi, harga, dll.
Daftar Isi
Pengertian Termokopel
Termokopel merupakan salah satu jenis sensor suhu yang berfungsi untuk mendeteksi adanya perubahan suhu pada suatu objek yang nantinya akan diubah menjadi energi elektrik dan dapat dibaca voltasenya dengan menggunakan multimeter. Data dari voltase inilah yang nantinya akan menjadi output untuk mengetahui berapa perubahan suhu yang terjadi pada suatu objek.
Prinsip Kerja Termokopel
Termokopel sangatlah mudah digunakan, yang perlu kita lakukan adalah kawat dari termokopel ini disambungkan dengan alat pendeteksi voltase. Misalnya di bagian ujung kawat pada gambar diatas diberi nyala api maka nanti voltasenya akan terbaca di multimeter. Aplikasi yang lebih luas di industri yaitu termokopel tersebut disambungkan dengan material solid dimana kawat termokopel disini berperan bukan sebagai penyambung, melainkan sebagai sensornya.
Prinsip kerja termokopel yaitu adanya perbedaan suhu di kedua ujung kawat termokopel yang membuat elektron dalam kawat tersebut bergerak dari daerah yang mempunyai suhu tinggi ke daerah yang suhu rendah. Sehingga pada ujung kawat yang disambungkan ke nyala api tadi dapat dibaca voltasenya.
Pada termokopel terdapat dua kawat berbeda yang disambungkan. Hal ini dikarenakan jika material dari kedua kawat sama maka tidak akan ada perbedaan elektronik yang dapat dideteksi sebagai voltase. Sama halnya dengan cara kerja baterai dimana kita dapat mengetahui voltase baterai tersebut dengan memasang multimeter pada kedua bagian kutub yaitu kutub positif dan negatif.
Nah karena ada perbedaan itu maka voltase dari baterai tersebut bisa terdeteksi / terbaca. Namun jika kita menyambungkannya hanya pada salah satu bagian kutub dari baterai tersebut maka voltase dari baterai tersebut itu tidak akan terbaca.
Jenis-Jenis Termokopel
Termokopel memiliki banyak jenis dimana setiap jenis atau tipe ini yang membedakan satu sama lain adalah bahan dari kawat atau konduktor yang menyebabkan rentang suhu yang bisa di deteksi atau terbaca oleh termokopel tersebut juga berbeda-beda. Selain itu sensitifitas dari termokopel tersebut juga berbeda-beda karena adanya perbedaan dari bahan konduktor.
Termokopel Tipe B
Bahan konduktor dari tipe B ini yaitu platinum dan rhodium yang bisa menjangkau suhu 1370 °C s/d 1700 °C. Termokopel tipe bisa mengukur suhu yang tinggi namun tidak bisa mengukur suhu yang rendah karena tipe ini menjadi tidak sensitif ketika digunakan pada suhu rendah.
Termokopel Tipe E
Termokopel tipe ini digunakan pada rentang suhu antara 0 s/d 870 °C. Material yang digunakan dalam termokopel ini adalah Nickel Chromium / Constantan. Termokopel tipe E ini lebih stabil dibandingkan dengan tipe K sehingga sering dijadikan pilihan penggunaan.
Termokopel Tipe J
Termocouple ini sebaiknya digunakan pada suhu dibawah 750 °C karena akan terdegradasi dengan cepat pada pemakaian diatas 550 °C. Termokopel tipe J ini umumnya juga tidak digunakan dibawah suhu ambient karena akan terjadi kondensasi pada kabel yang menyebabkan karat.
Termokopel Tipe K
Termokopel tipe K merupakan jenis termokopel yang paling umum digunakan dalam berbagai industri, misalnya industri oil dan gas karena rentang ukur pembacaannya yang lebar serta harga yang relatif terjangkau. termokopel ini terkadang disebut dengan termokopel chromel – alumel.
Termokopel Tipe N
Termokopel jenis ini bisa digunakan untuk melakukan pengukuran suhu yang lebih tinggi dibandingkan dengan penggunaan pada termokopel tipe K dan mempunyai repeatibility yang lebih bagus pada rentang suhu 300 °C s/d 500 °C. Tipe ini memberikan banyak keunggulan dibandingkan Tipe R & S dengan biaya hampir sepersepuluh, sehingga menjadi alternatif pilihan termokopel yang populer.
Termokopel Tipe R
Termokopel Tipe R mempunyai aplikasi yang sama dengan termokopel tipe S namun mempunyai kestabilan yang lebih baik dibandingkan dengan tipe S sehingga termokopel tipe ini cenderung digunakan sebagai referensi tipe S.
Termokopel Tipe S
Termokopel tipe S mempunyai keunggulan dapat digunakan pada suhu 1450 °C.
termokopel Tipe T
Termokopel tipe ini jarang digunakan untuk aplikasi industri dan cenderung digunakan di laboratorium.
Sekilas Tentang Termokopel Tipe K
Termokopel tipe K mengacu pada sensor suhu yang mengandung chromel dan alumel yang memenuhi persyaratan output yang dinyatakan dalam standar ANSI/ASTM E230 atau IEC 60584 untuk termokopel tipe K.
Termokopel tipe K tersedia dalam 2 kode warna, yaitu konektor kuning atau konduktor kuning dan merah yang merujuk pada ANSI/ASTM E230, atau konektor berwarna hijau atau konduktor hijau dan putih seusai IEC 60584.
Termokopel tipe K umumnya memiliki rentang suhu -200 hingga 1260 °C (-326 hingga 2300 °F), namun ada beberapa hal yang harus diperhatikan :
- Jika digunakan untuk suhu di bawah 0 °C diperlukan bahan khusus untuk memenuhi akurasi yang ditentukan. Serta, batas kesalahan khusus tidak ditentukan untuk suhu di bawah 0 °C.
- Batas suhu tertinggi yang disarankan untuk Termokopel Tipe K didasarkan pada ukuran konduktor yang digunakan seperti pada tampilan tabel dibawah ini
Sedangkan voltase termokopel tipe K adalah sbb
Fungsi Termokopel dalam Kegiatan Kalibrasi
Termocouple banyak digunakan dalam kegiatan kalibrasi enclosure, misalnya : kalibrasi inkubator, climatic chamber, oven, furnace dll dimana metode yang digunakan adalah AS 2853 : 1996 Enclosures—. suhu-controlled.
Pada kegiatan kalibrasi enclosure tersebut, termokopel diletakkan di posisi-posisi tertentu chamber / ruangan alat yang akan dikalibrasi. Dari aktivitas tesebut, kita akan mendapatkan temporal suhu, spacial suhu, dan overall suhu.
Kalibrasi Termokopel
Layaknya alat ukur pada umumnya, kalibrasi termokopel juga harus dilakukan untuk mengetahui nilai penyimpangan / koreksi dari termokopel tersebut sehingga kita salah dalam melakukan perhitungan pada kegiatan kalibrasi yang menggunakan standar termokopel tersebut.
Metode acuan kalibrasi termokopel adalah ASTM E 220 – 96 untuk kalibrasi termokopel pada rentang suhu 0 s/d 500 °C, dan ASTM E 230 – 93 untuk suhu diatas 500 s/d 1000 °C.
Temperatur Recorder Untuk Termokopel
Termokopel ini tidak digunakan secara terpisah, namun ada alat ukur / temperatur recorder channel yang digunakan untuk mendisplay hasil pembacaan termokopel tersebut. Contoh temperatur recorder yang bisa teman-teman pertimbangkan sebelum melakukan pembelian adalah Lutron BTM-4208SD 12 channels Recorder.
Unit ini mempunyai 12 channel sehingga dalam melakukan pengukuran kalibrasi inkubator, oven, climatic chamber bisa dilakukan secara langsung secara bersamaan, karena untuk perlatan laboratorium tersebut biasanya memerlukan titik / thermpocouple dibawah 10 unit.
Sesuai dengan namanya yaitu recorder maka unit ini mempu merekam data secara real time dimana informasi yang akan tersimpan adalah tahun, bulan, tanggal, menit, dan detik.
Harga Termokopel Tipe K
Harga termokopel tipe K dipasaran tentunya akan dipengaruhi dari bahan wire / kawat serta merk dari termokopel tersebut. Termokopel ini biasa dijual dalam gulungan, namun kita juga dapat melakukan pembelian hanya beberapa meter saja. Gambar diatas merupakan kisaran harga termokopel tipe K yang mungkin bisa teman-teman jadikan acuan.
Semoga bermanfaat.
Referensi :
www.omega.com/en-us/resources/k-type-thermocouples
www.controlandinstrumentation.com/resources/thermocouple-types.html
