Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung

(1)

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

USU Repository © 2009

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


(2)

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.


(3)

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.


(4)

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

USU Repository © 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


(5)

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 ... 24

III.7.1. Definisi Kalibrasi ... 24


(6)

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


(7)

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

USU Repository © 2009

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


(8)

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

5. Gambar 3.3. Tegangan keluaran sebagai fungsi

Temperatur untuk berbagai bahan termokopel……... 23 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 ... 57 9. Gambar 4.3.a. Skema Pemasangan Peralatan


(9)

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

USU Repository © 2009

Calibrator Standar Belum Memiliki Fungsi Koreksi Kebenaran Temperatur dan Termokopel

Standar Sebagai Acuan Kalibrasi Tidak Tersedia ... 61

10. Gambar 4.3.b. Grafik Perbedaan Suhu Antara Furnace Standar dengan True Temperature ... 70

11. 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

3. Tabel 3.3. Keuntungan dan kerugian penggunaan metode yang dikembangkan oleh laboratorium ... 30

4. 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

7. Tabel 4.3. Loop Analisa Masalah Teknis yang Dijumpai dalam Pelaksanaan Kalibrasi Termokopel Tipe-K ... 43

8. 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


(10)

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

USU Repository © 2009

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 industri-industri, 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


(11)

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.


(12)

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

USU Repository © 2009

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:


(13)

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.


(14)

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 instrumen-instrumen yang membentuk mata rantai pengaturan tertutup.


(15)

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 itu sendiri, yaitu pengukuran (measurement), membandingkan (comperesion), pencatatan 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.


(16)

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


(17)

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 batas- batas 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


(18)

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

USU Repository © 2009

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


(19)

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.


(20)

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

USU Repository © 2009

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.


(21)

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

USU Repository © 2009

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


(22)

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

USU Repository © 2009

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


(23)

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

USU Repository © 2009

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


(24)

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. Kabel-kabel 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


(25)

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)


(26)

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 ∆E2, 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


(27)

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

ditemuka n 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)


(28)

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

USU Repository © 2009

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 Pt 30 Rh – Pt 6 Rh NiCr – NiAl Fe – CuNi Cu – CuNi

0.0054 0 0.0404 0.0532 0.0406

0.012 x 10-3 0

0 0 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


(29)

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 A

dan B. Jika rata – rata temperatur, melebihi ambient temperatur, M maka

RT menjadi: (Eckersdorf. K, Michalski. L and McGhee. L., 1991.

Temperature Measurment. John Wiley & Sons Ltd. England, Hal: 87) RT = RA20(1 + A M) + RB20(1 + B M) (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+0.25x10-3x 980/2) + 0.6x0.169(1+1.8x10-3x 980/2)

RT = 0.47

III.3. JENIS-JENIS TERMOKOPEL


(30)

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

USU Repository © 2009

 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 µ V/°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


(31)

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

USU Repository © 2009

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


(32)

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.


(33)

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

USU Repository © 2009

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

Pada umumnya yang digunakan dalam industri-industri adalah: Cooper-Constanta (CRC), Iron-Cooper-Constanta (IC), Crromel-Cooper-Constanta (CC), Chromel-Allumel (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.


(34)

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


(35)

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 deviasi kebenaran

konvensional nilai 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.


(36)

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

USU Repository © 2009

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 melakukan kalibrasi, bisa diketahui seberapa jauh 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


(37)

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,


(38)

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


(39)

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.


(40)

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

USU Repository © 2009

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 perundang-undangan 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 Kerugian

a) Dikenal dan diterima secara

nasional maupun internasional

a) Tidak spesifik

b) Memungkinkan untuk

membandingkan hasil yang diperoleh laboratorium yang

b) Sering terlalu komplek, lambat,

atau biaya mahal untuk tujuan laboratorium


(41)

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

USU Repository © 2009

berbeda

c) Minimalisasi pelatihan ulang

terhadap personel yang pindah dari satu laboratorium ke laboratorium yang lain

c) Beberapa standar internasional

tidak tersedia sebagai metode yang ringkas

d) Telah dieveluasi dan dicoba secara

hati-hati sebelum diterbitkan, untuk meminimalisasi resiko atau masalah yang tidak diharapkan

d) Tidak mewakili teknologi saat

ini karwena proses kaji ulang yang lambat dari organisasi 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 penggunaan metode yang dikembangkan oleh laboratorium

Metode yang dikembangkan oleh laboratorium (In-house methods)

Keuntungan Kerugian

a) Biasanya mencerminkan teknologi

saat ini

a) Sering dikembangkan dalam

suatu laboratorium namun tidak divalidasi melalui uji banding antar laboratorium

b) Sering merefleksikan kebutuhan

spesifik laboratorium.

b) Data presisi, akurasi dan bias tidak tersedia atau tidak handal

c) Tahapan prosedur


(42)

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

USU Repository © 2009

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 Kerugian

a) Dikembangkan untuk memenuhi

kebutuhan laboratorium dengan menggunakan sumber daya yang ada

a) Dikembangkan untuk tujuan

khusus, sehingga tidak

dimungkinkan untuk diterapkan pada tujuan lain

b) Dikembangkan untuk suatu tugas

khusus

b) Kemungkinan diterima secara

nasional atau internasional kecil

c) Sering lebih murah dan lebih cepat c) Kadang-kadang sedikit bahkan

tidak ada data yang trsedia untuk akurasi, presisi, dan bias

d) Mudah dikaji ulang dan

dimutakhirkan.

d) Biasanya tidak valid untuk uji banding antar laboratorium


(43)

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

USU Repository © 2009

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


(44)

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


(45)

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

USU Repository © 2009

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


(46)

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.


(47)

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

USU Repository © 2009

Gambar 4.1. Skema Pemasangan Peralatan Metode Standar

Standar Furnace

T e r m o k o p e l Terminal Head Compensat ing Cable C om pa ct ca li b ra tor Compensat ing Cable Terminal Head T e r m o k o p e l Yang dikalibrasi


(48)

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 tipe-K standar (A)

e. Perhatikan kalibrator standar kemudian catat nilai termokopel tipe-K 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.


(49)

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

USU Repository © 2009

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


(50)

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

USU Repository © 2009

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

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

DATE: 07/ 02/ 2000 RESULT: GOOD A (°C) STANDAR B (°C) PENGUKURAN D =A-B DEVIASI (±) (°C)

TOLERANSI KET.

1 100 100.5 + 05 1.5 √

2 200 201.2 + 1.2 1.5 √

3 300 300.6 + 0.6 1.5 √

4 400 400.7 + 0.7 1.5 √

5 500 500.7 + 0.7 1.5 √

6 600 600.7 + 0.7 1.5 √

7 750 700.8 + 0.8 1.5 √

8 830 800.8 + 0.8 1.5 √


(51)

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

USU Repository © 2009

Tabel 4.1. Contoh Rekaman Kalibrasi

Pelaksana Diperiksa Disetuji

Nama Heddy. M Toni Edwarman

Jabatan Ope/ SEM F/ SEM AM/ SEM

T. Tangan

Tanggal 08/02/2000 09/02/2000 09/02/2000

IV.3. KASUS YANG SERING DIJUMPAI DALAM PELAKSANAAN 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


(52)

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

USU Repository © 2009

NO.

KASUS YANG SERING DIJUMPAI DALAM PELAKSANAAN KALIBRASI

PENYEBAB SOLUSI

1. Alat kalibrator terbatas

sedangkan peralatan yang akan dikalibrasi sangat banyak, sehingga waktu yang dibutuhkan untuk menyelesaikan kalibrasi tersebut menjadi lama.

-Terbatasnya anggaran dalam pengadaan peralatan kalibrator -Karena kalibrator merupakan bagian vital dalam proses kalibrasi maka intensifkan pengadaanya

2. Tenaga ahli yang bersertifikat

masih kurang, sehingga jika terjadi trouble dalam proses kalibrasi terpaksa menunggu tenaga ahli tersebut.

-Petugas tidak mendapatkan pelatihan khusus

- Adakan pelatihan kalibrasi kepada petugas secara berkala

3. Spare-part yang dibutuhkan tidak ada, akibatnya harus menunggu sampai spare-part tersebut didapatkan.

-Rusak/ tidak bisa digunakan -Hilang

-Simpan peralatan dengan baik sampai spare-part tersebut didapatkan 4. Spare-part yang dibutuhkan

tidak mungkin didapatkan lagi.

-Pabrikan tidak memproduksinya lagi

-Kanibalisme peralatan yaitu gunakan komponen yang masih bagus dari peralatan yang sudah rusak sebagai

spere-part 5. Tool-set yang digunakan untuk

mengkalibrasi hilang atau rusak.

-Setelah digunakan dibiarkan berserakan

-Susun rapi tool-set pada raknya setelah


(53)

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

USU Repository © 2009

-Dipinjam petugas lain

digunakan -Jangan dipinjamkan kepada petugas lain selain petugas kalibrasi IV.4. MASALAH TEKNIS YANG DIJUMPAI DALAM

PELAKSANAAN 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)


(54)

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

USU Repository © 2009

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. MASALAH TEKNIS YANG DIJUMPAI DALAM PELAKSANAAN KALIBRASI TERMOKOPEL TIPE-K

PENYEBAB SOLUSI

1. Kawat termokopel sudah

terkontaminasi zat-zat kimia

-Zat kimia yang terbawa udara -Zat kimia cair yang bereaksi dengan kawat termokopel

- Bersihkan terlebih dahulu dengan zat pencuci yang memiliki pH balance, setelah itu dilap dan biarkan kering 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.


(55)

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

USU Repository © 2009

2. Ketidaktersediaan

termokopel standard sebagai acuan kalibrasi

-Rusak atau tidak memungkinkan untuk digunakan

- Gunakan tabel karakteristik 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.

-korosi pada terminal termokopel -Daya hantar listrik pada kawat perpanjangan termokopel lemah karena material kawat kabel perpanjanagan tidak sama dengan kawat termokopel tipe-k (NiCr-NiAl)

- Cek terminal termokopel dan kabel/ kawat penghubung ke kalibrator, bila tidak memungkinkan segera diganti.

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.


(56)

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

USU Repository © 2009

- 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


(57)

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

USU Repository © 2009

- 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


(58)

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


(59)

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

USU Repository © 2009

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.

HAL – HAL YANG BERPOTENSI MENIMBULKAN MASALAH DALAM

PROSES KALIBRASI

KETERANGAN SOLUSI

1. Udara yang kotor -Udara mengandung gas asam

(sulfur dioksida, khlor, karbon dioksida) dalam jumlah besar dapat menyebabkan material menjadi rusak - Udara mengandung debu dan partikel mikro dapat mempengaruhi semikunduktor peralatan

 Gunakan air

purifer

 Bersihkan

saringan udara AC secara berkala


(60)

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

USU Repository © 2009

2. Tidak Ada Penstabil

Arus

- Arus turun naik tanpa terkendali, penstabil arus tidak berfungsi sebagaimana mestinya, penstabil arus rusak menyebabkan komponen peralatan rusak  Periksa penstabil arus secara berkala, perbaiki/ ganti komponen yang rusak.

 Buat cadangan

penstabil arus

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

 Gunakan arus

dari baterai

 Beck-up

dengan generator set (genset)

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 sehingga kemampuan daya hantar listrik berkurang.

 Gunakan

Socket dalam penyambungan kabel

 Gunakan kabel

yang memiliki standar SNI

 Periksa

instalasi listrik secara berkala

5. Baterai dibiarkan di

dalam alat yang hanya

- Merupakan kelalaian paling sering dilakukan untuk

 Segera buka


(61)

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

USU Repository © 2009

sesekali dipakai instrumen yang memakai

baterai, hal tersebut dapat membuat baterai lemah sehingga terjadi pemborosan baterai

selesai dipakai untuk alat yang hanya sesekali dipakai

6. Peralatan kalibrasi

tidak pernah dikalibrasi

- Kalibrasi tidak

berkala/ hanya sesekali, kalibrasi tidak sempurna menyebabkan peralatan makin lama makin rusak

 Lakukan kalibrasi peralatan sesuai prosedur  Lakukan kalibrasi secara berkala

7. Kerusakan kecil

dibiarkan

- Kerusakan kecil adalah awal, kerusakan besar

- Biasa terlupakan

karena terus menerus dipakai atau jarang dipakai

 Jangan abaikan

kerusakan kecil, segera parbaiki bila terdeteksi

8. Dicuci/ dibersihkan

tidak dengan bahan yang tepat

- Zat pencuci/

pembersih yang tidak tepat dapat merusak instrumen

 Harus tahu

pencuci/ pembersih yang tepat untuk setiap bahan yang berbeda

9. Alat dan bahan

pencuci/ pembersih

- Petugas cenderung menggunakan apa yang ada

 Segera


(62)

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

USU Repository © 2009

tidak tersedia atau tidak lengkap

sehingga memungkinkan terjadi kerusakan peralatan.

dan bahan pencuci yang tetap

10. Tidak ada rak/ alat

pengering/ oven untuk alat yang baru dicuci

- Dianggap masalah kecil sehingga sering diabaikan, tetapi dapat menyebabkan kualitas bahan peralatan menjadi rusak

 Sediakan rak

khusus dan peralatan pengering

11. Mengunakan bahan

yang korosif.

- Bensin, Asam, Basa, dapat menimbulkan perkaratan pada peralatan berbahan logam

 Segera bersihkan peralatan dari bahan yang bersifat korosif setelah digunakan.

12. Alat dibuka tapi tidak

dipakai.

- menyebabkan komponen peralatan rusak akibat masuknya uap air.

 Kalau tidak

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

 Alat yang

hanya sesekali dipakai juga diperlakukan sama.


(63)

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

USU Repository © 2009

13. Peralatan dan

komponen berserakan ketika direparasi

- Sumber kerusakan karena komponen bisa hilang/ rusak. Menyebabkan peralatan rusak akibat terjatuh dan terinjak pada saat reprasi.

 Sediakan tempat khusus untuk komponen yang telah dibongkar.

Gunakan tool

box untuk menyimpan peralatan

14. Kesalahan pemakai - Umumnya karena

pemakai tidak mengerti, tidak teliti, tidak baca manual

- Sering pemakai

tidak bertanya kepada ahli teknis/ analis.

 Beri pelatihan

kepada pemakai cara menggunakan peralatan sesuai dengan manual book-nya.

 Siapkan ahli

teknis untuk memberikan bimbingan.

15. Pemakaian alat bukan

untuk tugasnya

- Stabiliser 500 W digunakan untuk peralatan 1000 W

- Peralatan

laboratorium digunakan untuk bukan keperluan laboratorium

 Tempatkan dan gunakan peralaantan sesuai dengan tempat dan fungsinya.


(64)

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

USU Repository © 2009

16. Alat pendeteksi faktor

lingkungan tidak ada atau tidak berfungsi

- Termometer dinding, higrometer dinding, termohigrometer dinding

- Keasaman udara

- Volt-Ampere meter

 Lengkapi

instrumen pengukur 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.


(65)

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 1 buah type : SF 7500 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)


(66)

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

Terminal Head Compensating

Cable 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 kalibrator.


(67)

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

USU Repository © 2009

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


(68)

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)

SUHU YANG DIATUR DENGAN FURNACE STANDAR

A (°C) HASIL PEMBACAAN

COMPACT CALIBRATOR

C100

D = A-B DEVIASI

(±) (°C) TOLERANSI

OUTPUT TERMOKOPEL

TIPE-K (NiCr-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.


(69)

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

USU Repository © 2009

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 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


(70)

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


(1)

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

USU Repository © 2009

Maka RT = RA20(1 + A M) + RB20(1 + B M)

= 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

4. Dengan menggunakan characteristic data of standardized thermocouples wires

Maka RT = RA20(1 + A M) + RB20(1 + B M)

= 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

5. Dengan menggunakan characteristic data of standardized thermocouples wires

Maka RT = RA20(1 + A M) + RB20(1 + B M)

= 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


(2)

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

USU Repository © 2009

= 0.15096

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

Tabel 4.7.b. Data Hasil Percobaan

A ( )

OHMMETER TOLERANCE

B ( )

THERMOCOUPLE RESISTANCE (RT)

D = A-B

DEVIASI

KET.

0,72393 0,71183 0,0121 √

0,47687 0,46697 0,0099 √

0,35770 0,34670 0,0110 √

0,23045 0,21825 0,0122 √


(3)

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

USU Repository © 2009

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.

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


(4)

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.


(5)

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

USU Repository © 2009

DAFTAR PUSTAKA

Anonimous, 2007. 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. Madabout kitcars, 2007. September 2008].


(6)

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

USU Repository © 2009

Quinn, T.J., 1983. Temperature ( Monographs in Physical Measurement. Series Editor : A.H.Cook), Academic Press Inc. (London) LTD.

SRS Tech Note, 2007. 2008].