Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009.
USU Repository © 2009
100 200
300 400
500 600
700 800
900 1000
1100
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Poin ke-n Tempe
ratur
Suhu Furnace Standar
Temperatur
°C
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
Wire Connector, tool set.
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 t
rn
, reference temperature t
r
, indicated temperature t
i
. e.
Hitung true temperature t
t
dengan menggunakan rumus:
E = E + ∆E
1
Jika, t
r1
t
rn
E = E -
∆E
2
Jika, t
r2
t
rn
E = E + k
1
t
r
+ k
2
t
r 2
Jika, t
rn
= 0 C, t
r
≠ 0 C, 0 t
r
50 C
t
t
= t
i
+ Ct
r -
t
rn
Jika, t
r
≠ t
rn
, t
rn
= +20 C
∆E
1
= t
r1
- t
rn
Jika, t
r1
t
rn
∆E
2
= t
rn
- t
r2
Jika, t
r1
t
rn
Keterangan: E
= true e.m.f mV
E = the measured value of the e.m.f
mV ∆E
1
∆E
2 =
the correction mV
Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009.
USU Repository © 2009
t
rn
= nominal reference temperature °C
t
r
= reference temperature °C
t
i
= indicated temperature °C
t
t
= true temperature °C
k
1
= coefficients mV °C
k
2
= coefficients mV °C
2
C = coefficients
f. Catat hasil perhitungan true temperatur t
t
pada setiap poin suhu yang diuji di lembar kerja B
g. Bandingkan nilai yang didapat dari true temperature t
t
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
C om
p ac
t ca
li b
ra tor
Furnace
T e
r m
o k
o p
e l
Terminal Head Compensating
Cable yang dikalibrasi, kabel kompensasi sebagai penghubung termokopel ke
kalibrator.
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.
Tabel 4.6.a. Data Percobaan
A °C SUHU YANG
DIATUR DENGAN
FURNACE STANDAR
NOMINAL REFERENCE
TEMPERAT URE
t
rn
°C
REFERENCE TEMPERAT
URE
t
r
°C
INDICATE D
TEMPERA TUR
t
i
°C
TRUE TEMPERAT
URE
t
t
°C
1 100
20 80
?
2 200
20 180
?
3 300
30 270
?
4 400
40 360
?
5 500
30 470
? 6
600 50
550 ?
7 750
30 720
? 8
830 30
800 ?
9 920
30 20
930 ?
Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009.
USU Repository © 2009
10 1000
20 40
970 ?
Perhitungan corrected true temperature:
1. Dari tabel temperatur tipe-K, pada temperatur
t
i
= 80 °C, E = 3.266 mV
Masih dari tabel, untuk t
r
= 20 °C, ∆E
1
= 0.798 mV Harga koreksi dari e.m.f. adalah:
E = E + ∆E
1
= 3.266 + 0.798 = 4.064 mV
Dari tabel temperatur tipe-K, E = 4.064 mV true temperature,
t
t
= 99.25 °C
Bila menggunakan rumus E = E + k
1
t
r
+ k
2
t
r 2
maka: E = 3.266 + 0.0404 x 20 = 4.074 mV
Dari tabel temperatur tipe-K, E = 4.074 mV true temperature,
t
t
=
2. Dari tabel temperatur tipe-K, pada temperatur
t
i
= 180 °C, 99.49 °C
E = 7.338 mV Masih dari tabel, untuk t
r
= 20 °C, ∆E
1
= 0.798 mV Harga koreksi dari e.m.f. adalah:
E = E + ∆E
1
= 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,
t
t
= 200 °C
Bila menggunakan rumus E = E + k
1
t
r
+ k
2
t
r 2
maka: E = 7.338 + 0.0404 x 20 = 8.146 mV
Dari tabel temperatur tipe-K, E = 8.146 mV true temperature,
t
t
=
3. Dari tabel temperatur tipe-K, pada temperatur
t
i
= 270 °C, 200.23 °C
E = 10.969 mV Masih dari tabel, untuk t
r
= 30 °C, ∆E
1
= 1.203 mV Harga koreksi dari e.m.f. adalah:
E = E + ∆E
1
= 10.969 + 1.203 = 12.172 mV Dari tabel temperatur tipe-K, E = 12.172 mV true temperature,
t
t
= 299.15°C
Bila menggunakan rumus E = E + k
1
t
r
+ k
2
t
r 2
maka: E = 10.969 + 0.0404 x 30 = 12.181 mV
Dari tabel temperatur tipe-K, E = 12.181 mV true temperature,
t
t
=
4. Dari tabel temperatur tipe-K, pada temperatur
t
i
= 360 °C, 299.37 °C
Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009.
USU Repository © 2009
E = 14.712 mV Masih dari tabel, untuk t
r
= 40 °C, ∆E
1
= 1.611 mV
Harga koreksi dari e.m.f. adalah:
E = E + ∆E
1
= 14.712 + 1.611 = 16.323 mV Dari tabel temperatur tipe-K, E = 16.323 mV true temperature,
t
t
= 398.29 °C
Bila menggunakan rumus E = E + k
1
t
r
+ k
2
t
r 2
maka: E = 14.712 + 0.0404 x 40 = 16.328 mV
Dari tabel temperatur tipe-K, E = 16.328 mV true temperature,
t
t
=
5. Dari tabel temperatur tipe-K, pada temperatur
t
i
= 470 °C, 398.41 °C
E = 19.363 mV Masih dari tabel, untuk t
r
= 30 °C, ∆E
1
= 1.203 mV Harga koreksi dari e.m.f. adalah:
E = E + ∆E
1
= 19.363 + 1.203 = 20.566 mV
Dari tabel temperatur tipe-K, E = 20.566 mV true temperature,
t
t
= 498.26 °C
Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009.
USU Repository © 2009
Bila menggunakan rumus E = E + k
1
t
r
+ k
2
t
r 2
maka: E = 19.363 + 0.0404 x 30 = 20.575 mV
Dari tabel temperatur tipe-K, E = 20.575 true temperature,
t
t
=
6. Dari tabel temperatur tipe-K, pada temperatur
t
i
= 550 °C, 498.47 °C
E = 22.772 mV Masih dari tabel, untuk t
r
= 50 °C, ∆E
1
= 2.022 mV Harga koreksi dari e.m.f. adalah:
E = E + ∆E
1
= 22.772 + 2.022 = 24.794 mV
Dari tabel temperatur tipe-K, E = 24.794 mV true temperature,
t
t
=
7. Dari tabel temperatur tipe-K, pada temperatur
t
i
= 720 °C, 597.5 °C
E = 29.965 mV Masih dari tabel, untuk t
r
= 30 °C, ∆E
1
= 1.203 mV Harga koreksi dari e.m.f. adalah:
E = E + ∆E
1
= 29.965 + 1.203 = 31.168 mV Dari tabel temperatur tipe-K, E = 31.168 mV true temperature,
t
t
= 748.89 °C
Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009.
USU Repository © 2009
Bila menggunakan rumus E = E + k
1
t
r
+ k
2
t
r 2
maka: E = 29.965 + 0.0404 x 30 = 31.177 mV
Dari tabel temperatur tipe-K, E = 31.177 mV true temperature,
t
t
=
8. Dari tabel temperatur tipe-K, pada temperatur
t
i
= 800 °C, 749.10 °C
E = 33.277 mV Masih dari tabel, untuk t
r
= 30 °C, ∆E
1
= 1.203 mV Harga koreksi dari e.m.f. adalah:
E = E + ∆E
1
= 33.277 + 1.203 = 34.48 mV
Dari tabel temperatur tipe-K, E = 34.48 mV true temperature,
t
t
= 829.46 °C
Bila menggunakan rumus E = E + k
1
t
r
+ k
2
t
r 2
maka: E = 33.277 + 0.0404 x 30 = 34.489 mV
Dari tabel temperatur tipe-K, E = 34.489 mV true temperature,
t
t
=
9. Dari tabel temperatur tipe-K, pada temperatur
t
i
= 930 °C, 829.68 °C
E = 38.519 mV Masih dari tabel, untuk t
r
= 10 °C, ∆E
2
= 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 - ∆E
2
= 38.519 - 0.397 = 38.122 mV
Dari tabel temperatur tipe-K, E = 38.122 mV true temperature,
t
t
=
10. Dari tabel temperatur tipe-K, pada temperatur
t
i
= 980 °C, 920 °C
E = 40.488 mV Masih dari tabel, untuk t
r
= 20 °C, ∆E
1
= 0.798 mV Harga koreksi dari e.m.f. adalah:
E = E + ∆E
1
= 40.488 + 0.798 = 41.286 mV
Dari tabel temperatur tipe-K, E = 4.064 mV true temperature,
t
t
= 1000.43 °C
Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009.
USU Repository © 2009
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
t
t
D =A-B DEVIASI
± °C TOLERANSI
OUTPUT TERMOKOP
EL TIPE-K NiCr-NiAl
KET.
1 100
99.25 0.75
2.5 √
2 200
200 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
2.5 √
10 1000
1000.43 - 0.43
2.5 √
Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009.
USU Repository © 2009
Untuk memudahkan analisa maka dibuatlah grafik pada Gambar 4.3.b. berdasarkan data hasil percobaan pada Tabel 4.6.b.
100 200
300 400
500 600
700 800
900 1000
1100
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1011
Poin ke-n T
em p
er at
u r
SUHU FURNACE STANDAR TRUE TEMPERATUR
°C
Gambar 4.3.b. Grafik Perbedaan Suhu Antara Furnace Standar dengan True Temperature
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.
Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009.
USU Repository © 2009
Berikut Tabel 4.6.c. merupakan perbedaan hasil percobaan antara rumus E = E + k
1
t
r
+ k
2
t
r 2
dengan rumus E = E + ∆E1 untuk mendapatkan true
temperature.
Tabel 4.6.c. Data Hasil Percobaan rumus E = E + k
1
t
r
+ k
2
t
r 2
dengan rumus E = E +
∆E1 untuk mendapatkan true temperature.
POIN SUHU
YANG DIUJI
B °C TRUE
TEMPERATURE
t
t
DENGAN RUMUS
E = E + k
1
t
r
+ k
2
t
r 2
A °C TRUE
TEMPERATURE
t
t
DENGAN RUMUS
E = E + ∆E
1
S =A-B SELISIH
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
Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009.
USU Repository © 2009
Kesimpulan: Perbedaan temperatur yang didapat dari perhitungan E = E +
∆E
1
, dengan temperatur yang didapat dari perhitunagn E = E + k
1
t
r
+ k
2
t
r 2
, tidak begitu signifikan karena rata – rata selisihnya hanya 0,20....°C.
IV.8. TEKNIK MENGKALIBRASI TERMOKOPEL DENGAN LOOP RESISTANCE