Memahami Sensor Termokopel

Thermokopel tipe K dan tipe S

Memahami Sensor Termokopel , sebagai bagian dari sensor thermal atau temperatur. Termokopel banyak digunakan di pada industri, mulai dari sistem otomasi di pabrik, proses kontrol, otomotif, manufaktur dan lain lain.

Definisi Termokopel Sensor

Definisi yang pernah di tulisan sebelumnya yaitu Thermo adalah kepanjangan dari thermometer dan couple sendiri dikarenakan sensor thermocouple terdiri dari dua kabel yang berlainan jenis yang disatukan di salah satu ujungnya. Kedua kabel ini akan menghasilkan beda potensial ketika mengalami kenaikan maupun penurunan suhu. Perbedaan potensial inilah yang nantinya akan dibaca sebagai nilai dari thermocouple itu sendiri.

Jenis Termokopel Sensor

Tersedia beberapa jenis termokopel, tergantung aplikasi penggunaannya:

Termokopel tipe J, K, T, dan E juga dikenal sebagai Termokopel Logam Dasar 

Thermokopel tipe E dan tipe K

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

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 

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 µV/°C pada 900 °C, sedikit di bawah tipe K. Tipe N merupakan perbaikan tipe K

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).

 

Thermokopel tipe B

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 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).

Bagaimana Cara Kerja Sensor Thermokopel

Termokopel didasarkan pada efek Seebeck , salah satu efek termoelektrik yang menjelaskan fenomena termoelektrik dalam rangkaian listrik tertutup. Konsepnya dikemukakan oleh Thomas Seebeck pada tahun 1821, yang mengatakan bahwa ketika sepasang logam berbeda yang bersentuhan satu sama lain di setiap ujungnya dikenai perubahan suhu, mereka menciptakan potensi tegangan yang kecil. Dan mereka melakukan ini secara pasif, yaitu, mereka tidak perlu diberi daya oleh pengkondisi sinyal.

Fenomena ini awalnya ditemukan oleh ilmuwan Italia Alessandro Volta pada tahun 1794. Dan kemudian Thomas Johann Seebeck seorang fisikawan asal Jerman pada tahun 1821. Dia mengamati bahwa ketika kabel yang terbuat dari dua logam yang berbeda bergabung di setiap ujungnya, dan ada perbedaan suhu di antara ujung-ujung ini, sehingga potensial tegangan kecil dibuat di persimpangan.

Potensi ini kemudian di namakan sebagai Tegangan Seebeck dan penciptaan potensi ini dari energi panas sebagai "Efek Seebeck." Kemudian fisikawan menentukan Koefisien Seebeck berdasarkan pengamatan efek ini. 

Termokopel mendeteksi perubahan suhu dengan sepasang logam yang berbeda ketika mereka bersentuhan satu sama lain.

Semoga bermanfaat ..