Pengukuran suhu sangat penting dalam aplikasi industri, oleh karena itu pengukuran suhu secara terus-menerus sangatlah penting.
Suhu dapat diukur melalui berbagai jenis sensor; semuanya bekerja dengan prinsip dasar yang sama, yakni memberikan suhu pada keluaran berdasarkan perubahan yang dihasilkan pada karakteristik fisiknya pada masukan.
Menurut jenis aplikasinya, pengukuran suhu dapat dibagi menjadi beberapa bagian berikut:
Metode Kontak
Metode ini digunakan apabila benda (yang akan diukur suhunya) dan sensor (yang mengukur suhunya) dapat tetap bersentuhan satu sama lain. Dengan kata lain, dapat dikatakan bahwa apabila benda dan sensor dapat tetap bersentuhan satu sama lain pada saat pengukuran suhu berlangsung, maka metode kontaklah yang digunakan.
Metode kontak menggunakan tiga jenis termometer (suhu inst.)
- Termometer Ekspansi
- Termometer Sistem Terisi
- Instrumen Suhu Listrik
Termometer Ekspansi:
Termometer ekspansi menggunakan perangkat bimetalik. Dalam perangkat bimetalik terdapat dua bahan berbeda yang laju ekspansi termalnya juga berbeda. Oleh karena itu, dalam perangkat bimetalik terdapat dua strip logam yang diikat bersama. Ketika dipanaskan, satu sisi akan mengembang lebih banyak daripada sisi lainnya. Dengan demikian, ekspansi yang dihasilkan diterjemahkan menjadi pembacaan suhu oleh hubungan mekanis ke penunjuk.
Keuntungan dari instrumen jenis ini adalah portabel dan tidak memerlukan catu daya.
Dan kelemahan instrumen jenis ini adalah tidak seakurat perangkat lain dan tidak mudah digunakan untuk merekam suhu.
Termometer Sistem Terisi:
Termometer sistem terisi artinya termometer tersebut diisi dengan bahan pengganti apa pun. Termometer ini umumnya terbagi dalam dua klasifikasi utama: jenis merkuri dan jenis organik-cair. Karena merkuri dianggap sebagai bahaya lingkungan, maka ada peraturan yang mengatur pengiriman jenis perangkat yang mengandung merkuri tersebut. Saat ini, ada termometer sistem terisi yang menggunakan gas, bukan cairan.
Keuntungan dari jenis perangkat ini adalah tidak memerlukan daya listrik, tidak menimbulkan bahaya ledakan, dan stabil bahkan setelah digunakan berulang kali. Sedangkan kerugian dari jenis perangkat ini adalah tidak menghasilkan data yang mudah direkam atau dapat dikirim, dan tidak melakukan pengukuran titik atau titik.
Instrumen Suhu Listrik:
Sesuai dengan namanya
Jenis instrumen ini merasakan suhu dalam bentuk besaran listrik seperti voltase, resistansi, dan lain-lain. Oleh karena itu, dapat dikatakan bahwa jenis instrumen ini bukanlah termometer penunjuk arah seperti merkuri dalam perangkat kaca.
Pada sebagian besar proses industri dan laboratorium, titik pengukuran biasanya jauh dari instrumen penunjuk atau pengontrol. Hal ini mungkin karena kebutuhan (misalnya lingkungan yang buruk) atau kenyamanan (misalnya akuisisi data terpusat). Oleh karena itu; diperlukan perangkat yang mengubah suhu menjadi bentuk sinyal lain, biasanya besaran listrik. Perangkat yang paling umum digunakan dalam jenis instrumen suhu ini adalah (a) termokopel, (b) termometer resistansi, dan (c) termistor. Persamaannya adalah, semuanya memerlukan beberapa bentuk kontak dengan benda (yang suhunya akan diukur), mode kontak dapat berupa perendaman atau permukaan, tergantung pada konstruksi sensor dan aplikasi tempat sensor digunakan.
TERMOKOUPEL:
Termokopel pada dasarnya terdiri dari elemen termo (yang merupakan sambungan dua logam yang berbeda) dan kabel ekstensi dua kawat yang sesuai. Termokopel beroperasi berdasarkan sambungan yang terletak dalam proses yang menghasilkan tegangan kecil, yang meningkat seiring dengan suhu. Hal ini dilakukan secara cukup stabil dan dapat diulang.
Termometer Resistansi:
Termometer resistansi menggunakan resistor presisi, yang nilai resistansinya (Ohm) meningkat seiring dengan suhu. RTD memiliki koefisien suhu positif. Variasi tersebut sangat stabil dan dapat diulang secara tepat.
Termistor :
Termistor adalah semikonduktor yang digunakan sebagai sensor suhu. Termistor dibuat dari campuran oksida logam yang ditekan menjadi manik, wafer, atau bentuk lainnya. Manik dipanaskan di bawah tekanan pada suhu tinggi lalu dienkapsulasi dengan epoksi atau kaca. Manik bisa sangat kecil, kurang dari 1 mm dalam beberapa kasus.
Hasil dari semua ini adalah perangkat penginderaan suhu yang menampilkan hubungan resistansi versus suhu non-linier yang sangat jelas. Resistansi termistor menurun seiring dengan peningkatan suhu; ini disebut sebagai koefisien suhu negatif termistor.
Thermistor menunjukkan perubahan resistansi yang sangat besar untuk perubahan suhu yang kecil. Ini bisa sebesar 3 hingga 5% per °C. Hal ini membuatnya sangat sensitif terhadap perubahan suhu yang kecil. Mereka dapat mendeteksi perubahan suhu serendah 0,1 °C atau lebih kecil. Elemen thermistor berukuran jauh lebih kecil dibandingkan dengan RTD. Sensitivitas thermistor terhadap perubahan suhu dan ukurannya yang kecil membuatnya ideal untuk digunakan dalam peralatan medis.
Kerugian Termistor:
Karena merupakan semikonduktor, termistor lebih rentan terhadap dekaliberasi permanen pada suhu tinggi daripada RTD atau termokopel. Penggunaan termistor umumnya dibatasi hingga beberapa ratus derajat Celsius dan produsen memperingatkan bahwa paparan yang lama bahkan jauh di bawah batas operasi maksimum akan menyebabkan termistor keluar dari toleransi yang ditentukan.
Termistor dapat dibuat sangat kecil yang berarti mereka akan merespons perubahan suhu dengan cepat. Ini juga berarti bahwa massa termal mereka yang kecil membuat mereka sangat rentan terhadap kesalahan pemanasan sendiri. Termistor jauh lebih rapuh daripada RTD atau termokopel dan mereka harus dipasang dengan hati-hati untuk menghindari kerusakan atau pemisahan ikatan.
Metode Non-kontak
Metode ini digunakan apabila benda (yang akan diukur suhunya) dan sensor (yang mengukur suhunya) tidak diperbolehkan untuk tetap bersentuhan satu sama lain. Dengan kata lain, dapat dikatakan apabila benda dan sensor tidak diperbolehkan untuk tetap bersentuhan satu sama lain pada saat pengukuran suhu berlangsung, maka metode nonkontaklah yang digunakan.
Termometer (alat pengukur suhu) yang paling umum menggunakan metode Non-Kontak adalah:
Sensor Infra Merah dan Pirometer dan Pencitra Termal
Sensor Inframerah & PIROMETER :
Sensor inframerah & pirometer, saat ini merupakan instrumen suhu nonkontak yang paling umum dalam aplikasi industri karena mudah dioperasikan dan digunakan jika prinsip kerjanya diketahui oleh pengguna. Sensor inframerah & pirometer mengukur suhu objek tanpa bersentuhan dengan tubuh, tetapi bagaimana mungkin? Jawabannya ada di sini, setiap objek yang suhunya di atas nol mutlak (-273,15K) memancarkan radiasi. Emisi ini adalah radiasi panas dan panjang gelombang/frekuensinya bergantung pada suhu. Jadi, sifat emisi ini digunakan saat suhu akan diukur melalui metode nonkontak.
Istilah radiasi infra merah juga digunakan karena panjang gelombang mayoritas radiasi ini terletak dalam spektrum elektromagnetik di atas cahaya merah tampak yang berada dalam wilayah infra merah.
Mirip dengan penyiaran radio di mana energi yang dipancarkan dari pemancar ditangkap oleh penerima melalui antena dan kemudian diubah menjadi gelombang suara, radiasi panas yang dipancarkan suatu objek diterima oleh perangkat deteksi dan diubah menjadi sinyal listrik, dan dengan cara ini suhu suatu objek diukur melalui instrumen pengukur suhu nonkontak.
