Isi
Termokopel adalah sensor suhu sederhana yang digunakan di seluruh sains dan industri. Mereka terdiri dari dua kawat logam yang berbeda bergabung bersama pada satu titik atau persimpangan, yang biasanya dilas untuk kekasaran dan keandalan.
Pada rangkaian terbuka ujung kabel ini, sebuah termokopel menghasilkan tegangan sebagai respons terhadap suhu persimpangan, hasil dari fenomena yang disebut efek Seebeck, yang ditemukan pada tahun 1821 oleh fisikawan Jerman Thomas Seebeck.
Jenis-jenis Termokopel
Dua kawat logam yang berbeda yang bersentuhan akan menghasilkan tegangan saat dipanaskan; Namun, kombinasi tertentu dari paduan standar karena tingkat output, stabilitas dan karakteristik kimianya.
Yang paling umum adalah termokopel "logam dasar", dibuat dengan besi atau paduan nikel dan elemen lainnya, dan dikenal sebagai Tipe J, K, T, E dan N, tergantung pada komposisi.
Termokopel "logam mulia", terbuat dari kawat platinum-rhodium dan platinum untuk penggunaan suhu yang lebih tinggi, dikenal sebagai Tipe R, S dan B. Tergantung pada jenisnya, termokopel dapat mengukur suhu dari sekitar -270 derajat Celcius hingga 1.700 C atau lebih tinggi ( sekitar -454 derajat Fahrenheit hingga 3.100 F atau lebih tinggi).
Keterbatasan Termokopel
Keuntungan dan kerugian termokopel bergantung pada situasinya, dan penting untuk terlebih dahulu memahami keterbatasannya. Output dari termokopel sangat kecil, biasanya hanya sekitar 0,001 volt pada suhu kamar, meningkat ketika suhu naik. Setiap jenis memiliki persamaan sendiri untuk mengubah tegangan menjadi suhu. Hubungannya bukan garis lurus, jadi persamaan ini agak rumit, dengan banyak istilah. Meski begitu, termokopel terbatas pada akurasi sekitar 1 C, atau sekitar 2 F, di terbaik.
Untuk mendapatkan hasil yang dikalibrasi, tegangan termokopel harus dibandingkan dengan nilai referensi, yang dulunya adalah termokopel lain yang direndam dalam penangas air es. Peralatan ini menciptakan "cold-junction" pada 0 C, atau 32 F, tetapi jelas canggung dan tidak nyaman. Sirkuit referensi titik-es elektronik modern telah secara universal menggantikan air es dan memungkinkan penggunaan termokopel dalam aplikasi portabel.
Karena termokopel memerlukan kontak dari dua logam yang berbeda, mereka mengalami korosi, yang dapat mempengaruhi kalibrasi dan akurasi mereka. Di lingkungan yang keras, persimpangan biasanya dilindungi dalam selubung baja, yang mencegah kelembaban atau bahan kimia merusak kabel. Namun demikian, perawatan dan pemeliharaan termokopel diperlukan untuk kinerja jangka panjang yang baik.
Keuntungan dan Kerugian Termokopel
Termokopel sederhana, kokoh, mudah dibuat dan relatif murah. Mereka dapat dibuat dengan kawat yang sangat halus untuk mengukur suhu benda-benda kecil seperti serangga. Termokopel berguna pada kisaran suhu yang sangat luas dan dapat dimasukkan di lokasi yang sulit seperti rongga tubuh atau lingkungan yang kasar seperti reaktor nuklir.
Untuk semua keunggulan ini, kerugian dari termokopel harus dipertimbangkan sebelum menerapkannya. Output level millivolt memerlukan kompleksitas tambahan dari elektronik yang dirancang dengan hati-hati, baik untuk referensi titik es dan penguatan sinyal kecil.
Selain itu, respons tegangan rendah rentan terhadap kebisingan dan gangguan dari perangkat listrik di sekitarnya. Termokopel mungkin membutuhkan pelindung yang dibumikan untuk hasil yang baik. Akurasi dibatasi hingga sekitar 1 C (sekitar 2 F) dan dapat dikurangi lebih lanjut oleh korosi pada sambungan atau kabel.
Aplikasi Termokopel
Keuntungan dari termokopel telah menyebabkan penggabungan mereka dalam berbagai situasi, dari mengendalikan oven rumah tangga hingga memantau suhu pesawat terbang, pesawat ruang angkasa dan satelit. Kiln dan autoclave menggunakan termokopel, seperti halnya penekan dan cetakan untuk pembuatan.
Banyak termokopel dapat dihubungkan bersama secara seri untuk membuat termopil, yang menghasilkan tegangan lebih besar sebagai respons terhadap suhu daripada termokopel tunggal. Termopile digunakan untuk membuat perangkat sensitif untuk mendeteksi radiasi inframerah. Termopil juga dapat menghasilkan daya untuk wahana antariksa dari panas peluruhan radioaktif dalam generator termoelektrik radioisotop.