Apa itu Termokopel?
Apa itu Termokopel?
Definisi Termokopel
Termokopel adalah perangkat yang mengubah perbedaan suhu menjadi tegangan listrik berdasarkan prinsip efek termoelektrik. Ini adalah jenis sensor yang dapat mengukur suhu pada titik atau lokasi tertentu. Termokopel secara luas digunakan dalam aplikasi industri, domestik, komersial, dan ilmiah karena ke simpelannya, ketahanan, biaya rendah, dan rentang suhu yang luas.
Efek Termoelektrik
Efek termoelektrik adalah fenomena pembangkitan tegangan listrik akibat perbedaan suhu antara dua logam atau paduan logam yang berbeda. Efek ini ditemukan oleh fisikawan Jerman Thomas Seebeck pada tahun 1821, yang mengamati bahwa medan magnet terbentuk di sekitar loop tertutup dari dua logam yang berbeda ketika satu ujung dipanaskan dan ujung lainnya didinginkan.
Efek termoelektrik dapat dijelaskan oleh pergerakan elektron bebas di dalam logam. Ketika satu ujung dipanaskan, elektron mendapatkan energi kinetik dan bergerak lebih cepat menuju ujung yang lebih dingin. Ini menciptakan perbedaan potensial antara kedua ujung, yang dapat diukur dengan voltmeter atau ammeter. Besarnya tegangan bergantung pada jenis logam yang digunakan dan perbedaan suhu antara ujung-ujung tersebut.
Cara Kerja Termokopel
Termokopel terdiri dari dua kawat yang terbuat dari logam atau paduan logam yang berbeda, disambungkan bersama-sama di kedua ujungnya untuk membentuk dua ujung. Ujung yang satu disebut ujung panas atau ujung pengukuran, diletakkan di lokasi tempat suhu akan diukur. Ujung lainnya disebut ujung dingin atau ujung referensi, dipertahankan pada suhu konstan dan diketahui, biasanya pada suhu ruangan atau dalam mandi es.
Ketika ada perbedaan suhu antara kedua ujung, tegangan listrik dihasilkan di sirkuit termokopel akibat efek termoelektrik. Tegangan ini dapat diukur dengan voltmeter atau ammeter yang terhubung ke sirkuit. Dengan menggunakan tabel kalibrasi atau rumus yang mengaitkan tegangan dengan suhu untuk jenis termokopel tertentu, suhu ujung panas dapat dihitung.
Jenis-jenis Termokopel
Berbagai jenis, seperti K, J, T, dan E, berbeda oleh kombinasi logam, rentang suhu, dan aplikasi spesifik.
Keuntungan
Dapat mengukur rentang suhu yang luas, dari kriogenik hingga suhu sangat tinggi.
Merupakan perangkat yang sederhana, kuat, dan andal yang dapat menahan lingkungan keras dan getaran.
Murah dan mudah dipasang serta diganti.
Memiliki waktu respons yang cepat dan dapat mengukur perubahan suhu dinamis.
Tidak memerlukan daya eksternal atau penguatan untuk operasinya.
Kerugian
Memiliki akurasi dan stabilitas yang rendah dibandingkan dengan sensor lainnya.
Rentan terhadap kesalahan akibat korosi, oksidasi, kontaminasi, atau penuaan kawat.
Membutuhkan ujung referensi pada suhu yang diketahui untuk pengukuran yang akurat.
Memiliki output non-linear yang memerlukan kalibrasi atau kompensasi yang kompleks.
Mungkin menghasilkan tegangan termoelektrik yang tidak diinginkan akibat junction parasit dalam sirkuit.
Kriteria Pemilihan
Pilih berdasarkan rentang suhu, akurasi, kompatibilitas lingkungan, ukuran, karakteristik listrik, dan biaya.
Aplikasi Umum
Industri baja dan besi
Alat gas
Sensor radiasi thermopile
Manufaktur
Produksi tenaga
Pabrik proses
Termokopel sebagai gauge vakum
Kesimpulan
Termokopel adalah sensor suhu yang luas digunakan yang terdiri dari dua jenis logam yang berbeda yang disambungkan bersama pada satu ujung. Ketika ujung dua logam tersebut dipanaskan atau didinginkan, tegangan dihasilkan yang dapat dikorelasikan kembali ke suhu.
Termokopel memiliki banyak keuntungan dan kerugian dibandingkan dengan sensor suhu lainnya. Mereka dapat mengukur rentang suhu yang luas, dari kriogenik hingga suhu sangat tinggi. Mereka adalah perangkat yang sederhana, kuat, dan andal yang dapat menahan lingkungan keras dan getaran. Mereka murah dan mudah dipasang serta diganti. Mereka memiliki waktu respons yang cepat dan dapat mengukur perubahan suhu dinamis. Namun, mereka memiliki akurasi dan stabilitas yang rendah dibandingkan dengan sensor lainnya. Mereka rentan terhadap kesalahan akibat korosi, oksidasi, kontaminasi, atau penuaan kawat. Mereka membutuhkan ujung referensi pada suhu yang diketahui untuk pengukuran yang akurat. Mereka memiliki output non-linear yang memerlukan kalibrasi atau kompensasi yang kompleks.
Untuk memilih termokopel yang tepat, pertimbangkan rentang suhu dan akurasi yang diperlukan, kompatibilitas kimia dan ketahanan kawat, ukuran dan bentuk probe, karakteristik listrik dan imunitas noise, serta ketersediaan dan biaya tipe dan aksesori.
Termokopel digunakan dalam berbagai aplikasi di berbagai industri dan bidang. Beberapa aplikasi umum termokopel adalah industri baja dan besi, alat gas, sensor radiasi thermopile, manufaktur, produksi tenaga, pabrik proses, dan termokopel sebagai gauge vakum.
