Upload
farol-raji-parr
View
67
Download
0
Embed Size (px)
DESCRIPTION
tugas INSTRUMEN tugas INSTRUMEN tugas INSTRUMEN tugas INSTRUMEN
Citation preview
SENSOR SUHU/PANAS
Disusun Untuk Melengkapi
Tugas Mata Kuliah Instrumen dan Kontrol
Nazirah ( 1105105010022)
Fakhrurrazi (1105105010026)
Cut Fonna Gata A (1105105010027)
Desy Wulandari (1105105010029)
Muzammil Sidqi (11051050100 )
Wawan Darmawan (1105105010033)
PROGRAM STUDI TEKNOLOGI HASIL PERTANIAN
FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS SYIAH KUALA
DARUSSALAM-BANDA ACEH
2014
KATA PENGANTAR
Alhamdulillah segala puji bagi Allah SWT yang telah memberikan kita rahmat dan
kasih sayang-Nya kepada kita. Selawat beserta salam tak lupa pula tim penyusun ucapkan
kepada junjungan kita Nabi Muhammad SAW yang telah membawa kita dari alam
kebodohan ke alam yang berilmu pengetahuan.
Makalah ini, tim penyusun susun untuk melengkapi tugas mata kuliah
Instrumentasi dan Kontrol “SENSOR SUHU/PANAS”. Tim Penyusun mengucapkan
terima kasih yang tak terhingga kepada Bapak Martunis, S.TP., M.Sc yang telah
membimbing dalam Mata Kuliah Instrumentasi dan Kontrol dan dalam penulisan makalah
ini.
Tim Penyusun menyadari dalam penyusunan makalah ini masih banyak terdapat
kesalahan dan kekurangan, untuk itu penyusun mengharapkan saran dan kritik yang dapat
membangun untuk perbaikan pada masa yang akan datang.
Selanjutnya tim penyusun ucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah
membantu dalam rangka penyusunan makalah ini, semoga jasa baik mereka mendapat
balasan dari Allah SWT.
Banda Aceh, 10 Maret 2014
Tim Penyusun
DAFTAR ISI
Halaman Sampul
Kata Pengantar
Daftar Isi
Bab I Pendahuluan
1.1 Latar Belakang
1.2 Rumusan Masalah
1.3 Tujuan
Bab II Pembahasan
2.1 Pengertian Sensor
2.2 Resistance Temperature Detector (RTD)
2.2. A. Penggunaan dan Prinsip Kerja RTD (PT100) pada Crystalizer Tank
2.3 Termometer Gas
2.4 Termometer Optis
2.4 .A. Pirometer
Bab III Penutup
3.1 Kesimpulan
3.2 Saran
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 LATAR BELAKANG
Kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi dari masa ke masa berkembang cepat
terutama dibidang otomatis industri. Perkembangan ini tampak jelas di industri
pemabrikan. Berbagai macam peralatan mekanik diciptakan untuk mempermudah proses
pengolahan. Takterkecuali alat sensor suhu, Semakin lama semakin banyak jenis alat
sensor suhu dengan system kerja yang berbeda-beda sesuai dengan kebutuhan pabrik
maupun masyarakat pada umumnya.
Aktivitas manusia sehari-hari tidak lepas dari suhu terutama dalam industry
pengolahan, didalam industry pengolahan sangat dibutuhkan alat sensor suhu untuk
mengontrol system pengolahan, dengan adanya berbagai macam sensor suhu maka setiap
orang maupun industry dapat memilih alat sensor suhu sesuai dengan yang dibutuhkan.
1.2 RUMUSAN MASALAH
Penyusunan makalah ini hanya memuat pembahasan materi mengenai :
a. Beberapa macam-macam alat sensor suhu
b. Resistance Temperature Detector (RTD), Termometer gas, dan Termokopel.
c. Mekanisme kerja dan Aplikasi beberapa macam alat sensor suhu.
1.3 TUJUAN
Adapun tujuan dari penulisan ini adalah :
a. Untuk mengetahui pengertian dan macam-macam alat sensor suhu
b. Untuk mengetahui mekanisme kerja dan aplikasi fungsi Resistance Temperature
Detector (RTD), Termometer gas, dan Termokopel
c. Untuk memenuhi tugas mata kuliah Instrumen dan Kontrol.
BAB II
PEMBAHASAN
2.1 Pengertian Sensor
Sensor adalah komponen yang dapat digunakan untuk mengkonversi suatu besaran
tertentu menjadi satuan analog sehingga dapat dibaca oleh suatu rangkaian elektronik.
Sensor merupakan komponen utama dari suatu tranduser, sedangkan tranduser merupakan
sistem yang melengkapi agar sensor tersebut mempunyai keluaran sesuai yang kita
inginkan dan dapat langsung dibaca pada keluarannya.
Sensor adalah jenis tranduser yang digunakan untuk mengubah besaran mekanis,
magnetis, panas, sinar, dan kimia menjadi tegangan dan arus listrik. Sensor sering
digunakan untuk pendeteksian pada saat melakukan pengukuran atau pengendalian.
Sensor adalah alat untuk mendeteki/mengukur sesuatu, yang digunakan untuk
mengubah variasi mekanis, magnetis, panas, sinar dan kimia menjadi tegangan dan arus
listrik. Dalam lingkungan sistem pengendali dan robotika, sensor memberikan kesamaan
yanag menyerupai mata, pendengaran, hidung, lidah yang kemudian akan diolah oleh
kontroler sebagai otaknya (Petruzella, 2001).
2.2 Resistance Temperature Detector (RTD)
Resistance Temperature Detector (RTD) atau dikenal dengan Detektor Temperatur
Tahanan adalah sebuah alat yang digunakan untuk menentukan nilai atau besaran suatu
temperatur/suhu dengan menggunakan elemen sensitif dari kawat platina, tembaga, atau
nikel murni, yang memberikan nilai tahanan yang terbatas untuk masing-masing
temperatur di dalam kisaran suhunya. Semakin panas benda tersebut, semakin besar atau
semakin tinggi nilai tahanan listriknya, begitu juga sebaliknya. PT100 merupakan tipe
RTD yang paling populer yang digunakan di industri.
Resistance Temperature Detector merupakan sensor pasif, karena sensor ini
membutuhkan energi dari luar. Elemen yang umum digunakan pada tahanan resistansi
adalah kawat nikel, tembaga, dan platina murni yang dipasang dalam sebuah tabung guna
untuk memproteksi terhadap kerusakan mekanis. Resistance Temperature Detector
(PT100) digunakan pada kisaran suhu -200 0C sampai dengan 650 0C.
A. Penggunaan dan Prinsip Kerja RTD (PT100) pada Crystalizer Tank
Pada proses pengkristalan/ pendinginan minyak, RTD (PT100) digunakan untuk
mengukur dan mengatur penurunan suhu dari minyak RBDPO (Refined Bleached
Deodorized Palm Oil). Suhu minyak RBDPO yang masuk (setelah melalui proses
pemanasan pada unit Heat Exchanger) ke dalam tangki Crystalizer adalah 70 0C.
Sedangkan suhu yang ingin dicapai agar minyak dapat menjadi butir-butiran.
Minyak yang Sudah Mengkristal
Dalam proses penurunan suhu minyak ini digunakan air sebagai pendingin. Air
pendingin ini berasal dari cooling tower (dengan suhu 28-30 0C) dan dari mesin water
chiller (dengan suhu 7-10 0C). RTD (PT100) dipasang pada tangki crystalizer (untuk
mengawasi penurunan suhu dari minyak) dan dipasang pada saluran pipa masukan air
pendingin ke dalam tangki crystalizer (untuk mengatur debit air dan perubahan
penggunaan air cooling menjadi air chilling).
Prinsip kerja dari RTD (PT100) yang digunakan untuk pengukuran minyak ini
adalah ketika RTD pada tangki crystalizer menerima panas dari minyak, maka panas
tersebut akan dikonversikan oleh RTD ke dalam bentuk besaran listrik yaitu tahanan.
Panas yang dihasilkan berbanding lurus dengan tahanan dari jenis elemen logam platina
yang ada pada sensor RTD, kemudian bentuk tahanan tersebut diterima oleh Tranduser
kemudian tranduser merubahnya menjadi sinyal fisi dan mengirimnya ke TRC.
SET POINT
IN + TRC VALVE CRYTALIZER OUT
TRANSDUCER RTD
Gambar 2.2. Blok Diagram RTD (PT100) untuk Pengukuran Suhu Minyak dan
Pengaturan Air Pendingin
Pada gambar 2.2 dapat dijelaskan sebagai berikut. Setelah temperatur diset pada
temperatur yang diinginkan maka TRC (Temperature Recorder Control) memberi perintah
kepada control valve. Control valve berfungsi untuk mengendalikan nilai input temperatur
agar sesuai dengan set poin, yaitu dengan cara menutup atau membuka katup secara
otomatis sehingga aliran minyak di tangki crystallizer dapat di control, RTD (PT100) akan
mengukur temperatur tersebut dan mengirimkannya ke tranduser, untuk mengubah sinyal
elektrik ke sinyal pneumatic lalu di kirimkan besaran sinyal tersebut ke input TRC untuk
di bandingkan dengan set point.
Pada tipe RTD (PT100) ini, jika suhu yang dibaca adalah 0°C berarti tahanan yang
dihasilkan oleh RTD dan diterima oleh Tranduser adalah 100Ω, begitu juga jika suhu
100°C berarti tahanan yang dihasilkan oleh RTD dan diterima TRC adalah 138,5 Ω. Pada
tipe RTD (PT100) ini, jika suhu yang dibaca adalah 0°C berarti tahanan yang dihasilkan
oleh RTD dan diterima oleh Tranduser adalah 100Ω, begitu juga jika suhu 100°C berarti
tahanan yang dihasilkan oleh RTD dan diterima TRC adalah 138,5 Ω.
Perbandingan antara suhu dengan tahanan yang dibaca, dapat juga dihitung
dengan menggunakan persamaan, yaitu :
Rt = R0 ( 1 + At + Bt2 )
Rt = Tahanan listrik pada temperatur t 0C (Ohm)
R0 = Tahanan listrik pada temperatur 0 0C (Ohm) = 100Ω (PT100)
A = 3.9083 x 10 -3
B = -5.775 x 10 -7
T = Suhu
Contoh :
1. t = 0
Rt = ?
Rt = 100 [ 1 + (3,9083 x 10-3 x 0) + (-5,775 x 10-7 x 02) ]
Rt = 100 [ 1 + 0 + 0 ]
Rt = 100 Ω
Sedangkan RTD yang berada pada pipa saluran masukan air pendingin ke tangki
crystallizer, terinterkoneksi dengan Control Valve, yang akan mengatur debit/ jumlah dari
aliran air pendingin. RTD untuk air pendingin ini juga berfungsi untuk menentukan
pergantian dari air pendinginan yang menggunakan air dari Cooling Tower, menjadi air
pendingin dari Water Chiller.
Pada proses pengkristalan ini digunakan juga agitator yang berfungsi untuk
mengaduk isi dari crystalizer tank agar suhu minyak menjadi homogen. Kecepatan putar
dari motor pada agitator ini juga diatur dengan menggunakan inverter (mengatur kecepatan
putaran dengan merubah frekuensi dari motor).
2.3 Termometer Gas
Jika kita mengkalibrasi termometer yang jenisnya berbeda, misalnya termometer
air raksa dan termometer alkohol, skala kedua termometer tersebut sama hanya pada 0 oC
(atau 32 oF) dan 100 oC (atau 212 oF). Apabila kita menggunakan kedua termometer
tersebut untuk mengukur suhu udara, angka yang ditunjukkan masing-masing termometer
belum tentu sama. Bisa saja termometer air raksa menujukkan angka 48 oC, sedangkan
termometer alkohol menunjukkan angka 46 oC. Hal ini disebabkan karena kecepatan
pemuaian raksa dan alkohol berbeda. Demikian juga dengan jenis termometer yang lain,
seperti termometer bimetal dll. Skala suhu yang ditetapkan dengan cara ini sangat
bergantung pada sifat materi yang digunakan.
Karena skala suhu yang ditetapkan menggunakan termometer biasa mempunyai
kekurangan maka kita membutuhkan sebuah termometer standar. Adanya termometer
standar membantu kita untuk menetapkan skala suhu secara lebih tepat, tanpa harus
bergantung pada sifat suatu materi.
Termometer yang hampir sempurna adalah termometer gas volume konstan.
Prinsip kerja termometer gas volume konstan adalah sebagai berikut. Volume gas dijaga
agar selalu tetap atau tidak berubah. Nah, ketika suhu bertambah, tekanan gas juga
bertambah.
Di dalam pipa 1 dan pipa 2 terdapat air raksa. Volume gas dijaga agar selalu tetap,
dengan cara menaikan atau menurunkan pipa 2 sehingga permukaan air raksa dalam pipa 1
selalu berada pada tanda acuan. Jika suhu meningkat, tekanan gas dalam tabung juga
meningkat. Karenanya pipa 2 harus diangkat lebih tinggi agar volume gas selalu konstan.
Tekanan gas bisa diketahui dengan membaca tinggi kolom air raksa (h) dalam pipa 2. Jika
menggunakan cara manual, ingat saja kolom air raksa setinggi 760 mm = tekanan 1 atm (1
atmosfir). Pada termometer gas volume konstan yang canggih sudah ada alat penghitung
tekanan. Wadah yang berisi gas juga sudah dirancang agar gas selalu berada dalam volume
yang tetap. Jadi yang diukur hanya perubahan tekanan saja
2.4 Termometer Optis
A. Pirometer
Pirometer adalah sebuah termometer yang sangat akurat yang mengukur suhu
benda dengan jalan mengukur besarnya radiasi total atau radiasi pada salah satu panjang
gelombang. Pirometer dapat mengukur suhu yang sangat tinggi (kira-kira 500oC –
3000oC). Secara teori, suatu benda yang panas akan memancarkan radiasi dan cahaya
disekelilingnya, semakin tinggi suhu benda tersebut maka makin besar radiasi dan
intensitas cahaya yang dipancarkan. Besarnya radiasi dan intensitas cahaya ini tergantung
dari suhu benda dan dari warna atau panjang gelombang sinar yang dipancarkan. Dengan
mengukur radiasi total atau radiasi pada salah satu panjang gelombang maka temperature
benda akan dapat ditentukan tanpa menyentuh benda tersebut, bahkan jika Anda berdiri
agak jauh dari benda tersebut.
Pirometer dibagi menjadi 2, yaitu:
1. Pirometer Radiasi.
Prinsip kerja pirometer ini yaitu dengan mengukur radiasi total yang dipancarkan
oleh benda yang diukur. Pengukuran radiasinya dilakukan dengan menggunakan sensor
panas seperti termokopel, radiasi yang datang diubah menjadi panas dan akan menaikkan
temperature sensor atau sebuah sel peka cahaya mengubah energy cahaya menjadi besaran
listrik.
2. Pirometer Optik.
Prinsip kerja pirometer ini yaitu dengan mengukur radiasi pada salah satu warna
(panjang gelombang). Pirometer optic bekerja berdasarkan pengukuran radiasi pada suatu
panjang gelombang tertentu. Radiasi ini dinyatakan oleh terang benda tersebut pada warna
yang sesuai dengan panjang gelombang. Pengukuran terang benda ini dilakukan dengan
cara membandingkan dengan suatu lampu standard yang terangnya dapat diatur. Dengan
mengatur arus yang melalui lampu, filamen dari lampu dapat dibuat sama terang dengan
benda yang akan diukur suhunya. Bila terang filament dan benda telah sama maka
keduanya akan terlihat baur menjadi satu. Bila suhu salah satu lebih tinggi maka akan
terlihat berbeda. Besarnya arus yang melalui filamen lampu dapat langsung dikalibrasi
menjadi temperature dari benda tersebut.
Faktor yang mempengaruhi ketelitian pengukuran :
• Jarak dan ukuran dari target area.
• Penyerapan radiasi oleh media udara, lensa dan lain-lain.
• Sensivitas dari mata dalam membedakan terang.
BAB III
PENUTUP
3.1 Kesimpulan
Kesimpulan yang dapat diambil dari materi tentang Sensor ini, yaitu;
1. Sensor adalah alat untuk mendeteksi/mengukur sesuatu, yag digunakan untuk
mengubah variasi mekanis, magnetis, panas, sinar dan komia menjadi tegangan
dan arus listrik.
2.
3.2 Saran
Untuk penyempurnaan pembuatan makalah kedepannya, saya
mengharapkan adanya saran dari semua pihak baik dosen maupun seluruh
mahasiswa yang membaca makalah sistem operasi ini terhadap kekurangan yang
terdapat pada makalah ini.
DAFTAR PUSTAKA
Claude Kane, Alexander Golubev, Igor Blokhintsev, Cal Patterson, “Our
Response-Use of Resistive Temperature Detector as Partial Discharge Sensor in Rotating
Equipment”, Electrical Diagnostic Innovation, Eaton Corporation,2006.
C.Kane, A. Golubev, Cristian Bouwmeester, “Further Experience in the use of
existing RTD in winding of Motors and Generators for the measurement of Partial
Discharge”, IEEE International Symposium on Electrical Insulation, Indianapolis, IN
USA, 2004.
F.H.Krueger, “Discharge Detection in High Voltage Equipment”, American
Elsevier Publishing Company, Inc. New York 1964.
Gabe Paoletti, Alex Golubev, “Partial Discharge Theory and Technologies Related
to Medium Voltage Electrical Equipment”, Power Perspectives- Application Engineers
edition, Eaton Cutler-Hammer, July 2002.
I.Blokhintsev, M.Golovkov, A.Golubev, C.Kane, “Field Experience With the
Measurement of Partial Discharge on Rotating Equipment”, IEEE trans. On Energy
Conversion, Vol. 14, pp 930- 938,1999
IEEE Std 1434-2000 IEEE Trial-Use Guide to the Measurement of Partial
Discharges in Rotating Machinery. PD Record on GE Synchronous Motor 31500 kW, 13.8
kV, MIGP Plant, September 2009.
J.-S. Roger Jang, “ANFIS: Adaptive- Network-Based Fuzzy Inference Systems”,
IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics, Vol. 23, No. 03, pp 665-685, May
1993.
Jyh-Shing Roger Jang, Chuen-Tsai Sun, Eiji Mizutani, “Neuro Fuzzy and Soft
Computing: A Computational Approach to Learning and Machine Intellegence”, Prentice-
Hall International, Inc. ,1997.
V.Nagesh, B.I.Gururaj,”Automatic Detection and Elimination of Periodic Pulse
Shaped Interference in Partial Discharge Measuremant”, Science, Measurement and
Technology, IEE Proceeding, vol 141, issue 5, Sept. 1994, page(s) 335-342
Z. Berler, I. Blokhintsev, A. Golubev, G. Paoletti, A. Romashkov, “RTD as the
Valuable Tool in Partial Discharge Measurement on Rotating Machines”, IEEE Electrical
Insulation Conference and Electrical Manufacturing & Coil Winding Conference,1999
LAMPIRAN
Gambar Resistance Temperature Detector (PT100)
Gambar Termometer Gas