Pengertian, Cara Kerja Dan Fungsi Termokopel

Cara Kerja Dan Fungsi Termokopel – Termokopel merupakan salah satu jenis sensor suhu yang sering digunakan dalam kehidupan sehari-hari baik untuk peralatan listrik ataupun elektronika. Alat yang satu ini bisa ditemukan dengan mudah di beberapa peralatan rumah tangga.

Pengertian Termokopel

Disamping itu, termokopel memiliki jenis yang sangat beragam. Setiap jenisnya sudah pasti memiliki perbedaan mulai dari rentang suhu dan juga jenis bahan.

Nah, maka dari itu kami disini akan menjelaskan secara lengkap mengenai termokopel, mulai dari pengertian, cara kerja dan juga fungsinya.

Untuk lebih jelasnya mari langsung saja simak pembahasan selengkapnya tentang pengertian termokopel di bawah ini.

Baca juga: Cara Kerja Dan Fungsi Thermostat

Pengertian Termokopel (Thermocouple)

Thermocouple atau dalam bahasa Indonesia disebut dengan termokopel adalah sensor suhu yang memiliki fungsi untuk mendeteksi atau mengukur suhu (temperatur) dengan melalui dua jenis logam konduktor berbeda yang kemudian digabung pada bagian ujungnya sehingga akan menghasilkan efek “Thermo-electric”.

Perlu diketahui bahwa efek Thermo-electric pada thermocouple ini pertama kali ditemukan pada tahun 1821 oleh seorang fisikawan estonia yang bernama Thomas Johann.

Dimana pada suatu logam konduktor yang diberikan perbedaan suhu panas secara gradient bisa menimbulkan tegangan listrik. Adapun perbedaan tegangan listrik yang muncul diantara dua persimpangan atau junction ini biasa disebut dengan efek “Seeback”.

Keunggulan Termokopel (Thermocouple)

Pengertian Termokopel (Thermocouple)

Termokopel sekarang ini memang menjadi salah satu jenis sensor suhu yang banyak digunakan di berbagai peralatan listrik ataupun elektronika yang berkaitan dengan suhu atau temperature. Seperti misalnya boiler, oven, mesin press, dan masih banyak lagi yang lainnya.

Alat ini juga memiliki banyak sekali kelebihan sehingga membuatnya menjadi lebih populer. Berikut ini adalah kelebihan-kelebihan termokopel jika dibandingkan jenis sensor suhu lainnya:

  • Termokopel bisa memberikan respon yang sangat cepat terhadap perubahan suhu.
  • Termokopel bisa digunakan untuk mengukur suhu (temperatur) yang cukup luas yaitu mulai dari hingga mencapai.
  • Selain respon yang cepat dan rentang suhu yang cukup luas, termokopel juga memiliki ketahanan yang cukup baik terhadap goncangan dan getaran.
  • Kelebihan termokopel lainnya yaitu sangat mudah untuk digunakan.

Prinsip Kerja Termokopel (Thermocouple)

Prinsip kerja termokopel atau thermocouple bisa dibilang sangat mudah dan sederhana. Termokopel pada intinya hanya terdiri dari dua kawat logam konduktor dengan jenis berbeda yang kemudian pada bagian ujungnya digabung menjadi satu.

Salah satu jenis logam konduktor yang ada di dalam termokopel memiliki fungsi sebagai referensi dengan suhu tetap (konstan). Sementara itu, untuk jenis yang lainnya berfungsi sebagai logam konduktor yang mampu mendeteksi suhu panas.

Untuk memudahkan Anda dalam memahami prinsip kerja termokopel, kami akan memberikan contoh gambarnya. Untuk lebih jelasnya, silahkan Anda lihat gambar berikut ini:

Prinsip Kerja Termokopel

Dilihat dari gambar diatas, jika kedua persimpangan (junction) mempunyai suhu yang sama, maka beda potensial (tegangan listrik) yang telah melalui dua persimpangan tersebut adalahh “NOL” atau V1= V2.

Namun jika satu persimpangan yang terhubung pada rangkaian diberikan suhu panas atau dihubungkan langsung ke obyek pengukuran, maka kedua persimpangan (junction) tersebut akan mengalami perbedaan.

Dengan demikian maka juga akan memicu terjadinya perbedaan suhu diantara dua persimpangan tersebut sehingga bisa menghasilkan tenaga lisrik yang memiliki nilai sebanding dengan suhu panas yang telah diterimanya atau V1 – V2.

Tegangan listrik yang dihasilkan tersebut kurang lebih sekitar 1 µV sampai 70µV pada tiap derajat celcius. Kemudian tegangan tersebut nantinya akan dikonversikan sesuai dengan tabel referensi yang sudah ditetapkan sehingga menghasilkan pengukuran yang bisa dimengerti dan dipahami oleh kita.

Jenis-Jenis Termokopel (Thermocouple)

Jenis-Jenis Termokopel

Termokopel dapat dibedakan menjadi beragam rentang suhu dan jenis bahan. Pada umumnya, gabungan antara berbagai jenis logam konduktor yang berbeda bisa menghasilkan rentang suhu operasional yang juga berbeda.

Berikut ini adalah beberapa jenis atau tipe termokopel yang banyak digunakan berdasarkan Standar Internasional:

 

  1. Termokopel Tipe K

Thermocouple Tipe K

Tipe ini dibuat dari bahan Ni-CR (+) dan Ni-AL (-). Pada umumnya digunakan untuk ruang bakar seperti boiler, reformer hight temperature steam, dan lain sebagainya. Kabelnya memiliki warna kuning untuk positif (+) sedangkan merah untuk negative (-)  dengan rentang -260 degC sampai 1200 degC.

  1. Termokopel  Tipe E

Tipe E

Tipe ini dibuat dari bahan Chromel dan Constantan (Cu-Ni alloy). Banyak digunakan untuk suhu rendah dengan output (68 µV/°C). Tipe E sendiri sebenarnya juga memiliki tipe lain yaitu non magnetic.

  1. Termokopel  Tipe N

Tipe N

Tipe N dibuat dari Nicrosil (Ni-Cr-Si alloy) dan Nisil (Ni-Si alloy). Kelebihan yang dimiliki tipe ini adalah tetap stabil dengan ketahanan cukup baik terhadap oksidasi. Inilah yang menjadikan tipe N ini cocok sekali untuk mengukur suhu tinggi tanpa platinum.

Tipe ini bahkan mampu mengukur suhu di atas . Sedangkan untuk sensitifitasnya sekitar µV/°C pada 900 °C, lebih sedikit daripada tipe K.

  1. Termokopel Tipe J

Thermocouple Tipe J

Tipe J bisa dibilang kurang populer jika dibandingkan dengan tipe K. Rentangnya memang sangat terbatas karena berada di kisaran -40 sampai 750°C.

  1. Termokopel Tipe T

Thermocouple Tipe T

Tipe T akan sangat cocok jika digunakan pada suhu sekitar -200 sampai 350°C. Adapun bahan yang digunakan untuk konduktor positif yaitu tembaga, dan untuk yang negative dari constan. Sering digunakan untuk penelitian kawat tembaga. Adapun sensitifitasnya yaitu 43 µV/°C

  1. Termokopel Tipe B (Platinum-with 30% Rhodium /Platinum-with 6% Rhodium)

Termokopel tipe B terdiri dari Rhodium dan platinum 30% pada sisi positif (Thermocouple Grade)  sedangkan sisi negatif negatif (Extension Grade) platinum. 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.

  1. Termokopel Tipe R (Rhodium with Platinum  13%  / Platinum)

Termokopel tipe R terdiri dari  Rhodium dan platinum 13%  pada sisi positif (Thermocouple Grade) dan sisi negatif negatif (Extension Grade) Platinum. Cocok mengukur suhu di atas 1600 °C. sensitivitas rendah (10 µV/°C) dan biaya tinggi membuat mereka tidak cocok dipakai untuk tujuan umum.

  1. Termokopel Tipe S (Platinum with 10% Rhodium/Platinum)

Termokopel tipe S terdiri dari  Rhodium dan platinum 10%  pada sisi positif (Thermocouple Grade) dan sisi negatif negatif (Extension Grade) nikel dan tembaga. Cocok mengukur suhu di atas 1600 °C. sensitivitas rendah (10 µV/°C) dan biaya 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).

Pengaplikasian Termokopel (Thermocouple)

Berikut ini adalah pengaplikasian alat termokopel yang banyak dijumpai dalam kehidupan sehari-hari:

  • Termokopel banyak digunakan sebagai sensor suhu pada termostat di rumah, kantor, kantor & bisnis, dan lain sebagainya.
  • Termokopel banyak digunakan dalam dunia industri untuk memonitor suhu logam pada besi, alumunium, dan juga logam.
  • Termokopel juga digunakan pada industri makanan untuk aplikasi cryogenic dan suhu rendah. Dalam hal ini termokopel berfungsi sebagai pompa panas untuk dapat melakukan pendinginan termoelektrik.
  • Termokopel banyak digunakan untuk melakukan pengujian suhu di pabrik kimia dan pabrik minyak bumi.
  • Termokopel juga digunakan pada mesin gas untuk dapat mendeteksi nyala percontohan.

Perbedaan Mendasar Termokopel Dengan Termistor

Termokopel

  • Penginderaan suhu yang luas (Tipe T = -200-350 ° C; Tipe J = 95-760 ° C; Tipe K = 95-1260 ° C; tipe lain pergi ke suhu yang lebih tinggi)
  • Bisa sangat akurat
  • Parameter penginderaan = tegangan yang dihasilkan oleh persimpangan pada suhu yang berbeda
  • Tegangan termokopel relatif rendah (4.3mV untuk termokopel tipe T dengan satu ujung pada 0 C, lainnya pada 100 C, jadi itu 43uV / C tempco)
  • Kebanyakan linier

Termistor

  • Rentang penginderaan yang lebih sempit (kualitas Z termistor pada -55 hingga +150 C)
  • Parameter sensing = resistensi
  • Biasanya sangat nonlinier
  • Termistor NTC mengalami penurunan resistensi secara eksponensial dengan meningkatnya suhu
  • Bagus untuk merasakan perubahan kecil dalam suhu (kecuali Anda berhati-hati dalam pengkondisian sinyal Anda, sulit untuk menggunakan termistor secara akurat dan dengan resolusi tinggi lebih dari kisaran 50 C).
  • Rangkaian penginderaan tidak perlu amplifikasi & sangat sederhana (pembagi tegangan dengan resistor referensi terikat pada tegangan referensi biasanya sudah cukup).
  • Akurasi biasanya sulit untuk menjadi lebih baik dari 1 ° C tanpa kalibrasi

Baca juga: Komponen Elektronika Untuk Sensor Suhu

Kesimpulan

Alat termokopel merupakan sebuah sensor suhu yang memiliki banyak kegunaan, namun alat ini paling banyak digunakan untuk mengatur suhu pada boiler. Penggunaan jenis alat yang satu ini umumnya akan digabungkan dengan temperatur controler sebagai pembaca sekaligus pengatur suhu boiler itu sendiri.

Termokopel akan sangat cocok jika digunakan untuk melakukan pengukuran suhu pada rentang yang luas hingga mencapai 23000oC. Demikian sebaliknya, alat ini akan kurang sesuaijika digunakan untuk melakukan pengukuran dengan perbedaan suhu yang sangat kecil dan harus dilakukan pengukuran dengan akurasi tingkat tinggi, seperti misalnya rentang suhu0-100oC  yang memiliki keakuratan 0,1oC.

Demikian informasi yang dapat kami sampaikan tentang termokopel, mulai dari pengertian, keunggulan, prinsip kerja, sampai dengan fungsinya.

Semoga informasi yang telah kami sampaikan pada pembahasan kali ini bisa memberikan manfaat bagi pembaca semua.

Terima kasih sudah berkunjung ke website kami, sampai jumpa kembali di pembahasan yang menarik selanjutnya.

Leave a Comment