Temperature Instrument

Thermocouple adalah dua logam yang didekatkan yang apabila terpapar oleh kalor dengan suhu tertentu akan menghasilkan beda potensial or mV yang sebanding dengan perubahan temperature (Seebeck Effect). RTD adalah resistance temperature detector, sensor ini akan menghasilkan perubahan resistance seiring dengan perubahan temperature. Kedua hal di atas adalah sensor-sensor yang umum digunakan di industri oil and gas untuk mengukur temperature. Kedua besaran di atas yaitu mV dan Ohm akan dilinierisasi dan diconvert menjadi 4-20 mA oleh transmitter. Bagaimana menkonvert perubahan mV menjadi 4-20 mA? dan bagaimana mengkonvert perubahan besaran Ohm menjadi 4-20 mA? Silahkan anda membuat rangkain untuk itu dengan sumber tegangan tetap sebesar 24 VDC.

Ada banyak type sensor RTD dan TC namun yang biasa saya temukan dalam pekerjaan saya adalah Pt-100 (RTD) dan Type-K (TC). Hitungan matematika yang biasa digunakan untuk menghubungkan temperature dengan mV dan Ohm biasanya hanya tertinggal di meja teori. Praktisnya anda harus memiliki Tabel Standar yang menunjukkan hubungan mV dan Ohm dengan temperature. Umumnya teknisi bekerja berdasarkan tabel itu.

Bagaimana melakukan kalibrasi?

Bench Calibration dilakukan di dalam shop dengan membandingkan dengan temperature gauge standar. Dahulu kala dikenal istilah sand bath atau oil bath yang bisa dipanaskan. Temperature Gauge standar dimasukkan ke dalam bath bersama dengan temperature instrument yang hendak dikalibrasi. Increase and decrease temperature pada sand bath sehingga didapatkan akurasi value dan linearity pada temperature instrument. Sekarang dikenal istilah Jofra (Trade Mark) yang menggantikan sand bath sebagai tungku pemanas. Jofra dengan electricity power memiliki element pemanas yang akan menghasilkan controlled temperature. Controlled temperature ini yang akan digunakan sebagai referensi untuk melakukan kalibrasi.

Ambient temperature adalah juga tolok ukur yang penting untuk mengecek apakah sebuah temperature instrument bekerja atau tidak. Ketika temperature instrument dalam kondisi non operasi tidak menunjukkan ambient maka tanda-tanda bahwa ada masalah dengan instrument tersebut.

Pre-commissioning / Function and Loop Test

Function test dilakukan On-site setelah temperature instrument hooked up. Langkah awal dari loop test tentu saja adalah wiring test or continuity and polarity test. Kemudian plug-in knife switch, temperature instrument harus menunjukkan nilai ambient temperature pada display. Namun jika display tidak menyala hendaknya dire-check wiring, polarity dan power supply ke instrument. Demikian halnya di operating station harus menunjukkan kalau temperature instrument healthy. Jika masih terdapat status IOP maka abnormality harus segera direpair. Troubleshooting adalah kegiatan yang harus dilakukan per tahap. Sampai cara paling akhir adalah dengan komparasi interchange modul, hanya untuk membuktikan bahwa modul transmitter masih baik atau sudah rusak. Ketika ditemukan modul transmitter rusak, tahap commissioning hanya bisa report & klaim. Repair untuk modul transmitter diperlukan expertize khusus. Bahkan mungkin seorang maintenance engineer lebih mengerti bagaimana untuk melakukan repair.

Tahap simulasi on site pada tahap pre-commissioning ditujukan kepada check transmitter. Karena injeksi signal dilakukan dari input transmitter. Dalam hal ini signal injector berfiungsi untuk menggantikan elemen sensor. RTD type sensor dapat disimulasikan dengan decade resistance box dan Thermocouple type sensor dapat disimulasikan dengan mV injector. Kenaikan temperatur yang linear tidak akan menghasilkan sensor signal yang linear tapi cenderung logaritmik. Oleh karena itu fungsi transmitter untuk kembali melakukan linearisasi dengan membalik fungsi logaritmik tersebut.

Masih banyak aspek yang bisa dipelajari tentang temperature instrument. Tapi keterbatasan pengetahuan murni penulis, artinya tidak copy paste atau mencomot dari tulisan lain, membuat tulisan ini menjadi pendek. Seiring berjalannya waktu dan bertambahnya pengalaman semoga tulisan ini makin lengkap.

Ada pertanyaan yang saya terima dari pembaca blog tentang perbedaan Thermocuple & RTD?

Di pembahasan diatas sudah sekilah saya bahas, namun tidak ada salahnya saya tambahkan kisah ini. Bahwa Thermocouple sensor digunakan berbasis kepada pernyataan Thomas Seebeck bahwa perubahan suhu dependence atau mempengaruhi voltage yang ditimbulkan oleh dua metal yang berbeda apabila disambungkan di kedua ujung. Voltage tersebut disebut Seebeck Voltage (milliVolt). Kabel dari thermocouple ke transmitter umumnya adalah 1 pair cable ( 2 wire). Kemudian RTD sensor digunakan berbasis kepada pernyataan Sir Humphrey Davy bahwa perubahan resistance dari suatu logam tertentu dapat dipengaruhi oleh perubahan suhu. Logam yang secara fisis memiliki wide range perubahan resistance terhadap perubahan suhu adalah Platinum. Untuk mengolah perubahan resistance menjadi informasi elektrik maka dibuatlah rangkain bridge. Rangkaian inilah yang menjadi acuan berapa wire yang dipake dari sensor ke transmitter 3 wire, or 4 wire. Tapi normal yang saya itemui adalah 3 wire. 

Nova Kurniawan

Sarjana Teknik Fisika ITB, 2004, sekarang bekerja di J Ray McDermott.

About these ads

52 Responses

  1. assalamualaikum, selamat tahun baru hijiah 1429H.
    Ditunggu nih tulisan selanjutnya.

  2. Perkenalkan, aku Andy. Aku sering ngikuti tulisan mas nova neh especially ttg instrumentasi. Maklumlah aku freshgraduate yg baru mau memulai meniti karir di LPG Plant.
    Aku tunggu tulisan neh ttg thermocouple krn aku lg pgn tau byak khususnya buat control furnace di hot oil system kmi.
    smoga ini mnjadi awal yg baik utk sharing terus ttg instrumentasi. Thanks!

  3. Thanks mas Novriandy. Saya justru mengharapkan mas Novriandy untuk menyumbangkan tulisannya. Di hot oil system yang kami gunakan projek yang lalu semua temperature-nya menggunakan thermocouple juga. Saya lagi stuck nih.. apa yang perlu saya ceritakan lagi heehee ttg thermocouple. Ada idee?
    Thanks sekali lagii

  4. salam kenal mas nova…

    saya mahasiswa Elektronika dan Instrumentasi UGM dan kebetulan sedang tertarik dengan sistem kontrol dan atomatisasi yang tentu saja masih sangat minim pengalaman.
    saya senang sekali bisa keteu dengan Blog ini, semoga bisa bermanfaat buat kedepan nanti… thanks…

  5. Ass. Alkm, slm knl mas nova aku ingin belajar bnyk dr tulisan mas karna ku bekerja di bidang instrument industry. Dan ku msh blank tntang intrument. Tlng bantu aku mas. Thanx’s

    • pak erman, kalau ada thermocouple type r, s, b.. yang rusak atau sudah tak terpakai, bisa bpk hub saya di 0816779073..saya akan terima dengan harga bagus sesuai kondisi. thx

  6. Saya saat ini bekerja di Perusahaan baja di Hot Rolling Mill Section, Saat ini sedang in charge di Reheating Furnace Revamp, saya banyak bekerja dengan Servomotor, Flow Transmitter & Pressure Transmitter (Rosemount),Thermocouples K & S, RTD, Pressure switches, dll….. banyak instrumentasi untuk mengatur flow & tekanan udara & Gas…

    Tolong infonya dong jenis2 instrumentasi & control system apa saja yang saya butuhkan pengetahuannya agar dapat pindah ke Oil & Gas Field??

  7. mas ada data tentang instrumentasi furnace
    terimakasih

  8. Saya belom pernah mengerjakan furnace..jd tidak ada datanya

  9. Buat Mas Fajri: Just follow the discussion in OIl&Gas mailing list or at least follow keep in touch to my blog :)

  10. ass. wr.wb
    lam knal mas. mas boleh mointa label Standar yang menunjukkan hubungan mV dan Ohm dengan temperature ga mas (RTD & thermocouple).saya baru terjun dibidang ini mas.suwon ya mas.wass

  11. Download aja mas di internet banyak……

  12. asssalamualaikum…
    gak pernah bosan rasanya membaca tulisannya…
    tapi ada yang mengganjal sedikit, apakah RTD atau TC bisa dikalibrasi ? menurut saya yang bisa dilakukan hanyalah pemeriksaan saja, apakah pengukurannya masih sesuai dengan tabel referensinya atau tidak. Karena pada TC atau RTD tidak terdapat fasilitas untuk adjusting, sehingga tidak bisa dilakukan kalibrasi.
    RTD juga ada yang berbahan nikel yang memang dalam pemakaian umum agak jarang digunakan.

  13. Waalaikum salam warahmatullah wb Pak Yudi;

    Saya ketika nulis itu yang terbayang waktu melakukan kalibrasi modul TC yang jadi satu ama transmitternya. Jadi pemanas memanaskan TC kalibrasinya masih 4-20 mA pd transmitter. Pada kasus RTD dengan element yang terpisah dengan transmitter, iya betul Pak Yudi, tidak ditemukan adjustment untuk element. Jadi kalibrasinya harus bareng2 keduanya, adjustment di transmitter. Karena concern saya, kalo kalibrasi hanya dilakukan di transmitter dengan simulasi dari meter, ini nggak aktual, siapa tau sensornya sudah tidak bekerja. Wassalamualaikum

  14. Assalam….
    Wah ketika saya liat2 blog ini, saya jadi minder, saya dulu kuliah di tek. manufaktur. Tetapi sekarang saya lagi tertarik dengan instrumentasi marine and oil gas.
    Sebenarnya saya ga tau sama sekali tentang ilmu ini. Sebenernya instument itu apa? Trus ada yang bisa ngasih tahu aq EBOOK atau REFERENSI BUKU untuk belajar dasar instrument?

    Terimakasih….

  15. Eh maaf tadi aq blom centang (v)
    options Notify of follow up commnets via email.

  16. Instrument itu alat untuk mengukur-mengolah-mengontrol dengan melakukan aksi thd process atau manufacturing. Kalao untuk Oil & Gas Hand-Booknya pake B.G. Liptak aja “Process Measurement”, “Process Control”, ada juga seri selanjutnya yang saya belum pernah baca.

  17. Mas! Seneng bgt bisa ketemu ama blog ini. Saya cuma calon teknisi Instrument di JOB Pertamina Hess Jambi Merang yang baru operasi pertengahan 2010. Saya kenal instrumentasi cuma selama 4 bulan di pusdiklat migas cepu, sekarang lagi magang di co2 removal subang. Saya akan selalu nunggu karya-karya mas nova.

  18. Oh ya, bisa kasih penjelasan tentang magnetik level meter mas! Thanks be4!

  19. Mas Ikhsan, thanks for visiting my blog. Wah CO2 removal pasti banyak instrument & control-nya. Boleh dong share ttg CO2 removal dr sisi instrument & control systemnya.

  20. Just sharing…Saya dulu pernah kerja ngurusin furnace & Thermocouple type R, B & S. metal dalamnya 90% platinum & 10% radium. harga resmi platinum/gram Rp 300.000 dan radium/gram Rp 1.000.000.

  21. Dear all especially Bpk. Nova,

    Pak, bgmn menentukan benda ini TC atau RTD? adakah sesuatu yg digunakan sbg referensi, misalnya nilai tahanannya?

    • Pak Rahmad,

      Iya ya, saya selama ini cuman ngeliat dr fisiknya sama wiringnya. Kalau casing-nya ama wiringnya dijadikan sama or mirip-mirip bingung juga saya. RTD tentu tahanannya yg dijadikan acuan, TC milivoltnya yang dijadikan acuan (tp ketika TC diukur tahanannya pasti ada nilainya juga)

  22. mantap ne
    makasih infonya
    mari berkunjung

  23. Asslmualaikum

    Dear Mas Nova,

    Saya ingin bertanya apakah dari masing-masing TC dan RTD ada batasan untuk aplikasi proses kontrol tertentu?
    atau misalkan dalam suatu pengukuran temperatur,bagaimana cara pemilihan alat yang tepat untuk memutuskan akan menggunakan RTD atau TC?

    • Jawaban saya belum terlalu kuat krn belum ada base referensinya. As per pengamatan untuk Hi-temperature pake TC, untuk Lo-Temperature pake RTD. Tampaknya hal ini berhubungan dengan linearity TC pada hi-range, dan RTD pada Lo-range. Semoga saya ada waktu utk belajar lagi. Thanks

  24. assalamulaikum pak nova..
    pak saya apprentice dimcdermott, di E n I project esso pak..
    mau tanya prinsip kerja temperature transmitter, datasheet blum saya temukan
    regards..

  25. Boleh ke tempat saya di Istana North East. Kalau ada yang bisa saya jawab, insyaAllah saya terangkan..

  26. mas mau tanya, bagaimana prosedur/langkah-langkah mengkalibrasi sensor RTD di furnace paabrik pembuatan baja, dan permasalahan yang sering terjadi pada kalibrasi RTD itu apa aja??? mohon dijawab pertanyaan saya ya mas secepatnya karena bwt menyusun proposal kerja praktek,,,,

  27. Mas Nova,

    Saya mau tanya nih.. Di pabrik tempat saya kerja terpasang ducting pembuangan udara panas bercampur partikel. Yang mau saya tanyakan, sbb:
    1. Alat apa saja yang digunakan untuk mengukur pressure, velocity dan temperature dalam ducting tersebut?
    2. Bagaimana cara mengukurnya di lapangan?

    Semoga ilmu yang Mas Nova miliki dapat bermanfaat buat saya dan rekan2 yang lain.

    Terima kasih.

  28. Mas Heru,

    1. Ini yang dibutuhkan satu alat yang bisa mengukur ketiganya? atau masing2 satu. Kalau bisa mengukur ketiganya mungkin bisa disearch multivariable transmitter. Detail ttg sensornya apa?bagusan discuss sama vendor. Saya tidak cukup tau ttg aliran udara yang bercampur partikel.
    2. Pasang saja pada ducting tersebut. Kasih tapping point pada ductingnya. Sensornya ngukur transmit lewat kabel dapet deh datanya di operator station panel.

  29. Pak nova,, saya mau tanya lagi nih..

    klo saya baca, penjelasan diatas kan lebih concern kalibrasi pada transmitternya,, OK lah, katakan transmitter sudah berfungsi dengan baik.. yg saya pengen tau,, gimana cara memastikan bahwa elemen sensornya (RTD ato TC) berfungsi dengan baik? misalkan pada suhu 28 derajat,, RTD memang mempunyai resistansi 110,9 ohm (nyotek di tabel,,, hehe)

    Sebenernya kan inti dari pengukuran temperatur terletak pada sensornya, transmitter hanya membaca output dari sensor..

    makasi ya pak..

    • Mas Agustian,

      Masalahnya RTD tak ada tempat buat adjust Zero, Span, dan Linearity. Ibaratkan sensor+transmitter adalah black-box. Maka 0 degC is 4 mA, and Span degC is 20 mA. Whatever resistance result as long, zero, span, linear transmitted correctly againts actual process, then we did calibration well.

      Thanks

  30. mohon bantuannya apa saja yang harus dikerjakan (job desk ) seorang Quality Control Electrical instrument, sekalian prosedur2 kerjanya , ini alamat email ku : abbaskossimfikasen@yahoo.co.id

    • Itu sangat tergantung perusahaannya ngasih job-descriptionnya. Kalau yang saya liat selama kerja di konstruksi, kerjaan QC adalah:
      – Ngecek installasainya sudah sesuai dengan drawing dan spec.
      – Witness kalao ada testing.

      • terima kasih mas nova dan salam kenal,

        sayaada sedikit problem masalah calibrasi pressure gauge test :
        1: apakah untuk test kalibrasi untuk pressure gauge 5 kgs harus mutlak pakai Deadweight tester (DWT) atau bisa cuukup dengan metode compare dengan handpump test. (kalau ada refrensi aturan mendasarnya mohon di infokan)

        2. siapa saja yang boleh dalam sign untuk kalibrasi pressure gauge caliibration test (inspection request, inspection report and sign pass test on sticker)
        3. mohon refrensi aturan2 untuk masalah test kalibrasi untuk alat instrumen & control

  31. untuk proyek bangun PLTU

  32. Assalamualaikum Pak Nova,slam knal.dri pemula dijob prosses ini.mau nanya kebetulan sy lg krja diperusahaan gas diQatar lg krjain shutdown diarea flam lg membongkar thermocoupel dri membuka conek yg diJB warna cabelnya kuning sm merah.dan mencabutTermocoupelnya 20 btng yg pnjangnya 20 smpi 30m.yg sy tanyakan bgm caranya memilih termocoupel yg msh bisa dipakai,alat apa yg digunakan(klo dilihat dri luarnya ada 7 btng yg msh utuh yg lain pd hangus) dan bgm caranya mengkalibrasinya.Trimks atas jwban Pak Nova yg sgt sy tunggu2,dan bisa membantu langkah2 krja sy.

  33. yg saya maksud pertanyaan itu,brp minimum mV,Thermocoupel yg msh bisa dipakai dan bgm cara mengkalibrasinya…Trimks PAK NOVA,

  34. Dear Pak Nova,
    Salam kenal. Pak sy masih awam di Instrumentasi.

    Saya memiliki pengalaman pengukuran TC, dimana mV pada saat di ukur di koneksi TC di lapangan berbeda dengan mV saat di ukur di marshaling Cabinet. Nilai mV nya lebih besar di marshalling shg nilai temperaturnyapun lebih besar di DCS. Jarak dr TC Sensor dengan marshalling ada sekitar 200 M.
    Yang ingin saya tanyakan bagaimana hal ini terjadi, kemudian cara mengatasinya bagaimana.
    Kalau memasang transmitter dilapangan dekat dengan Sensor TC apakah bisa mengoreksi perbedaan tersebut?
    Saya sangat mengharapkan jawaban pak Nova.

    Salam

  35. Nice info, sangat membantu.. .╔══╗═════╔╗═════.
    .╚╗╔╬═╦═╦═╣╠╦╦╦╦╗.
    .═║║║╩╣║║╬║═╣║║║║.
    .═╚╝╚═╩╩╬╗╠╩╬╗╠═╝.
    .═══════╚═╝═╚═╝══.

  36. kalau cara kalibrasi dataq dengan JOFRA bagaimana ya caranya?tolong bantuanya!!!

  37. Dear Kang Nova,,
    Sebelumnya mohon maaf kalo topiknya agak menyimpang,,
    Gini kang, saya punya tugas buat Telaah Staff di perusahaan saya sebagai syarat pengangkatan. Nah topik yang pengen saya angkat adalah tentang monitoring and controlling kadar oksigen di feedwater (air pengisi boiler). Mungkin Kang Nova punya pengalaman mengenai Dissolved Oxygen Analyzer. Bagaimana contoh P&IDnya kalau kita pengen ngontrol atau memonitor kadar oxygen yang terlarut dalam air. (Removing Systemnya saya pake Hydrazine (N2H4).
    Kalau kang Nova punya data pendukung seperti handbook, manual book, atau data pendukung lainnya, sekiranya berkenan mohon dikirim ke email saya kang.
    Hatur nuhun Kang Nova sebelumnya..

  38. I Like It

  39. kang nova, kenapa 4 wire RTD lebih baik akurasinya dibandingkan 3 atau 2 wire RTD?? trims

    • Perubahan RTD tidak linear terhadap perubahan temperature. Ketidak linearan ini menyebabkan perlu ditambahkan rangkaian bridge wheatstone pada rangkaian dengan RTD menjadi salah satu resistornya. Dengan rangkaian w-bridge akan didapat Vo (Voltage Output) terhadap perubahan resistan RTD. Ada metode menggunakan 4-wire dan 3-wire untuk mendapatkan nilai Vo. ( yg 2-wire kayaknya saya salah nih di blog saya di atas). Anda pelajari rangkaian wheatstone bridge dengan metode 4 dan 3 wire. Maka akan anda temukan bahwa nilai Vo dengan 4 wire lebih linear terhadap perubahan resistant RTD dan lebih linear terhadap perubahan temperature. Tujuan sensor adalah untuk mengubah value process (temperature) menjadi besaran electric yang selinier and seakurat mungkin sehingga mudah diolah untuk pengukuran dan pengontrolan.

  40. salam kenal semuanya.
    Perkenalkan, nama saya Adi Nugroho.

    saya ‘tidak sengaja masuk’ ke blog ini karena sedang mencari referensi tentang RTD dan Thermal Mass Flowmeter. Perusahaan tempat saya bekerja memiliki TMF baru yang mendapatkan lisensi dari SAGE Metering, INC (), Jadi jika bapak2 sekalian mempunyai keinginan untuk pengadaan Thermal Mass Flowmeter, mungkin saya bisa membantu atau jika boleh saya diberi kesempatan untuk mempresentasikan alat tersebut. Perusahaan kami juga memiliki beberapa jenis alat ukur flow meter dan analyzer. untuk lebih jelasnya silahkan masuk ke http://www.flotech.com.sg.

    mohon maaf jika saya berpromosi disini,

    Adi Nugroho
    adi_nugroho@flotech.co.id

  41. artikel di blog nya cukup membantu, menambah wawasan, dan jawaban2 dari para pembacanya juga menarik, terima kasih bpk. nova

    salam kenal semua

    irfan
    PT. SAE

  42. ass pak bisa dijelaskan tentang thermocouple zpm pt 100 itu berapa kapasitas panas yg di tampung karena saya sering mengalami trouble yaitu apabila panas sudah mencapai 110 thermocouple sering error
    trims

  43. pak saya mau tanya, kenapa kalau setiap kalibrasi dibutuhkan resistansi 250 ohm. saya pernah kalaibrasi tanpa resistansi, ternyata tidak terbaca oleh HARTCOMMnya. fungsi resistansi untuk apa ??

  44. nuwun sewu,
    mas saya eks orang proyek,dr rumus diatas saya pernah bikin TC sendiri,alhdulilah lancar smp skarang.
    suwun

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

Follow

Get every new post delivered to your Inbox.

Join 85 other followers

%d bloggers like this: