Pengukuran Suhu Efek Radiasi

12
 1 Pengukuran Suhu Efek Radiasi I. Pendahuluan Suhu adalah suatu sistem yang dapat diartikan sebagai suatu sifat yang menentukan bahwa sistem tersebut setimbang termal dengan sistem yang lainnya atau tidak. Jika dua buah sistem atau lebih berada pada kesetimbangan termal, maka sistem tersebut akan dikatakan mempunyai suhu yang sama. Pada dasarnya, suhu berkaitan erat dengan energi kinetik molekul senyawanya. Suhu juga dapat didefinisikan sebagai kondisi dimana benda (potensial) yang menentukan suatu perpindahan kalor menuju ataupun dari benda yang lain. Secara bisa disebut tingkat atau derajat kepanasan atau derajat kedinginan. Suhu menunjukan derajat panas suatu benda. Mudahnya kita dapat menjelaskan bahwa semakin tinggi suhu suatu benda, semakin panas benda tersebut. Secara mikroskopis suhu menunjukan energi yang dimiliki oleh suatu  benda. Setiap atom dalam suatu benda masing-masing bergerak, baik itu dalam  bentuk perpindahan maupun gerakan di tempat berupa getaran. Semakin tinggi eneri atom-atom penyusun benda, semakin tinggi pula suhu benda tersebut. Suhu sering disebut juga dengan istilah temperatur. Dengan naiknya suatu suhu, maka kecepatan reaksinya akan besar, jadi konversinya akan besar pula. Secara kualitatif, kita dapat mengetahui bahwa suhu adalah sensasi dingin atau panasnya suatu benda yang dirasakan ketika menyentuhnya. Jika ditinjau secara kuantitatif, kita dapat mengetahui dengan dengan menggunakan termometer. Kata termometer diambil dari dua kata yaitu thermo yang berarti  panas dan meter yang artinya mengukur ( to measure ). Suhu dapat diukur menggunakan termometer yang berisi air raksa atau alkohol. Pengukuran suhu dibagi menjadi dua yaitu metode kontak dan metode non- kontak. Pengukuran suhu dengan metode kontak salah satunya adalah dengan menggunakan termometer air raksa. Sedangkan, pengukuran suhu dengan metode non-kontak salah satunya adalah dengan memanfaatkan radiasi. Pada makalah ini akan dibahas pengukuran suhu dengan efek radiasi. II. Pembahasan A. Radiasi Radiasi dalam istilah fisika, pada dasarnya adalah suatu cara perambatan energi dari sumber energi ke lingkungannya tanpa membutuhkan medium. Beberapa contohnya adalah perambatan panas, perambatan cahaya, dan  perambatan gelombang radio. Selain radiasi, ener gi dapat juga dipindahkan dengan cara konduksi, kohesi, dan konveksi. Secara garis besar radiasi digolongkan ke dalam radiasi pengion dan radiasi non-pengion.

Transcript of Pengukuran Suhu Efek Radiasi

Page 1: Pengukuran Suhu Efek Radiasi

8/10/2019 Pengukuran Suhu Efek Radiasi

http://slidepdf.com/reader/full/pengukuran-suhu-efek-radiasi 1/12

1

Pengukuran Suhu Efek Radiasi

I. PendahuluanSuhu adalah suatu sistem yang dapat diartikan sebagai suatu sifat yang

menentukan bahwa sistem tersebut setimbang termal dengan sistem yang lainnyaatau tidak. Jika dua buah sistem atau lebih berada pada kesetimbangan termal,maka sistem tersebut akan dikatakan mempunyai suhu yang sama. Pada dasarnya,suhu berkaitan erat dengan energi kinetik molekul senyawanya.

Suhu juga dapat didefinisikan sebagai kondisi dimana benda (potensial)yang menentukan suatu perpindahan kalor menuju ataupun dari benda yang lain.Secara bisa disebut tingkat atau derajat kepanasan atau derajat kedinginan. Suhu

menunjukan derajat panas suatu benda. Mudahnya kita dapat menjelaskan bahwasemakin tinggi suhu suatu benda, semakin panas benda tersebut.Secara mikroskopis suhu menunjukan energi yang dimiliki oleh suatu

benda. Setiap atom dalam suatu benda masing-masing bergerak, baik itu dalam bentuk perpindahan maupun gerakan di tempat berupa getaran. Semakin tinggieneri atom-atom penyusun benda, semakin tinggi pula suhu benda tersebut. Suhusering disebut juga dengan istilah temperatur. Dengan naiknya suatu suhu, makakecepatan reaksinya akan besar, jadi konversinya akan besar pula.

Secara kualitatif, kita dapat mengetahui bahwa suhu adalah sensasi dinginatau panasnya suatu benda yang dirasakan ketika menyentuhnya. Jika ditinjausecara kuantitatif, kita dapat mengetahui dengan dengan menggunakantermometer. Kata termometer diambil dari dua kata yaitu thermo yang berarti

panas dan meter yang artinya mengukur ( to measure ). Suhu dapat diukurmenggunakan termometer yang berisi air raksa atau alkohol.

Pengukuran suhu dibagi menjadi dua yaitu metode kontak dan metode non-kontak. Pengukuran suhu dengan metode kontak salah satunya adalah denganmenggunakan termometer air raksa. Sedangkan, pengukuran suhu dengan metodenon-kontak salah satunya adalah dengan memanfaatkan radiasi. Pada makalah iniakan dibahas pengukuran suhu dengan efek radiasi.

II. PembahasanA. Radiasi

Radiasi dalam istilah fisika, pada dasarnya adalah suatu cara perambatanenergi dari sumber energi ke lingkungannya tanpa membutuhkan medium.Beberapa contohnya adalah perambatan panas, perambatan cahaya, dan

perambatan gelombang radio. Selain radiasi, energi dapat juga dipindahkan dengancara konduksi, kohesi, dan konveksi.

Secara garis besar radiasi digolongkan ke dalam radiasi pengion dan radiasi

non-pengion.

Page 2: Pengukuran Suhu Efek Radiasi

8/10/2019 Pengukuran Suhu Efek Radiasi

http://slidepdf.com/reader/full/pengukuran-suhu-efek-radiasi 2/12

2

Radiasi pengion adalah jenis radiasi yang dapat menyebabkan proses ionisasi(terbentuknya ion positif dan ion negatif) apabila berinteraksi dengan materi. Yangtermasuk dalam jenis radiasi pengion adalah partikel alpha, partikel beta, sinargamma, sinar-X dan neutron. Setiap jenis radiasi memiliki karakteristik khusus.

Yang termasuk radiasi pengion adalah partikel alfa (α), partikel beta (β), sinargamma (γ), sinar -X, partikel neutron.Radiasi non-pengion (elektromagnetik) adalah jenis radiasi yang tidak akan

menyebabkan efek ionisasi apabila berinteraksi dengan materi. Radiasi non- pengion tersebut berada di sekeliling kehidupan kita. Yang termasuk dalam jenisradiasi non-pengion antara lain adalah gelombang radio (yang membawa informasidan hiburan melalui radio dan televisi); gelombang mikro (yang digunakan dalammicrowave oven dan transmisi seluler handphone); sinar inframerah (yangmemberikan energi dalam bentuk panas); cahaya tampak (yang bisa kita lihat);sinar ultraviolet (yang dipancarkan matahari).

Radiasi yang dihasilkan oleh suatu panas disebut Radiasi Termal. Definisiformal dari radiasi termal adalah radiasi elektromagnetik yang dipancarkan dari

permukaan sebuah objek yang bergantung pada temperatur objek.

B. Radiasi TermalRadiasi termal dihasilkan ketika energi panas dari partikel bermuatan yang

bergerak dalam atom pada objek diubah menjadi radiasi elektromagnetik pada permukaan benda. Frekuensi dari gelombang yang dipancarkan radiasi termaladalah suatu kemungkinan yang hanya bergantung pada temperatur benda.

Hukum Kirchhoff tentang radiasi termal adalah pernyataan umum dalammenghitung emisi dan absorpsi objek yang dipanaskan. Hukum ini diajukanoleh Gustav Kirchhoff pada tahun 1859, dibuat berdasarkan hukum keseimbangantermodinamika .

Setiap permukaan suatu benda dapat memancarkan radiasi termal yangmempunyai spektrum intensitas bergantung pada suhu dan karakteristik permukaan

benda tersebut. Karakteristik radiasi termal dari permukaan benda mengikutihukum kuadrat terbalik dan hukum Stefan-Botlzman (Maddu, 2008).

Frekuensi gelombang yang dipancarkan radiasi termal mengikuti sebuahdistribusi probabilitas yang bergantung hanya pada temperatur. Untuksebuah benda hitam sempurna distribusi ini dinyatakan oleh hukum radiasiPlanck. Hukum Wien menyatakan frekuensi yang paling mungkin dari radiasi yangdipancarkan, dan hukum Stefan-Boltzmann menyatakan intensitas panasnya.

Saat temperatur T > 0 K, semua objek akan mengalami radiasi gelombangelektromagnetik. Jika benda ini adalah benda hitam sempurna, benda itu akanmemancarkan energi setara dengan energi yang diserapnya berdasarkan persamaanradiasi benda hitam. Secara umum, jika benda itu bukan benda hitam sempurna,maka akan meradiasikan sejumlah energi yang memiliki rasio berdasarkan bendahitam sempurna, yang disebut emisivitas . Objek yang berada pada kesetimbangan

termal dengan radiasi lingkungan akan lebih banyak menyerap energi. Hal ini

Page 3: Pengukuran Suhu Efek Radiasi

8/10/2019 Pengukuran Suhu Efek Radiasi

http://slidepdf.com/reader/full/pengukuran-suhu-efek-radiasi 3/12

3

menunjukkan bahwa benda hitam sebagai emiter penyerapan radiasi yang baik (Blatt, 1992 )

Hukum Kirchhoff menyatakan bahwa pada keseimbangan termal , tingkatemisi suatu benda atau permukaan setara dengan jumlah penyerapannya.

Penyerapan ( absorptivitas ) yang dimaksud adalah fraksi cahaya (atau energi) yangdiserap suatu benda atau permukaan. Dalam bentuk yang lebih umum, energi iniharus diintegralkan berdasarkan semua jenis panjang gelombang cahaya dan sudutdatang cahaya. Dalam beberapa kasus, tingkat emisi dan penyerapan hanya dapatdidefinisikan berdasarkan panjang gelombang dan sudut datang tertentu.

Hukum Kirchhoff memiliki kesimpulan bahwa emisivitas tidak bisa melebihi jumlah energi yang diserap (berdasarkan hukum kekekalan energi ), sehingga tidakmungkin suatu benda memancarkan energi radiasi yang lebih besar dibandingkan

benda hitam sempurna pada kesetimbangan.Energi yang diemisikan suatu benda berbeda dengan energi yang dipantulkan

benda. Hukum Kirchhoff dinyatakan sebagai, “ Pemantul energi yang buruk adalah pemancar energi yang baik. Namun, pemantul energi yang baik merupakan pemancar energi yang buruk”.

C. Emisivitas

Emisivitas adalah rasio energi yang d iradiasikan oleh material tertentu dengan

energi yang diradiasikan oleh benda hitam (black body ) pada temperatur yang

sama. Ini adalah ukuran dari kemampuan suatu benda untuk meradiasikan energi

yang diserapnya. Benda hitam sempurna memiliki emisivitas sama dengan 1 ( e=1)

sementara objek sesungguhnya memiliki emisivitas kurang dari satu. Emisivitas

adalah satuan yang tidak berdimensi. Pada umumnya, semakin kasar dan hitam

benda tersebut, emisivitas meningkat mendekati 1.

Emisivitas bergantung pada faktor diantaranya temperatur , sudut elevasi emisi,

dan panjang gelombang 9 lamda dan radiasi. Sering diasumsikan dalam

dunia teknik bahwa emisivitas tidak bergantung pada panjang gelombang, sehingga

emisivitas konstan. Hal ini dikenal dengan istilah "asumsi benda abu-abu".

Page 4: Pengukuran Suhu Efek Radiasi

8/10/2019 Pengukuran Suhu Efek Radiasi

http://slidepdf.com/reader/full/pengukuran-suhu-efek-radiasi 4/12

4

Ketika menyinggung tentang permukaan benda yang tidak hitam, deviasi dari

ciri khas benda hitam ditentukan oleh struktur geometri dan kompisisi kimia, dan

mengikuti hukum Kirchoff tentang radiasi termal : emisivitas setara dengan rasio

penyerapan energi (untuk benda pada equilibrium termal), sehingga objek yang

tidak menyerap semua energi cahaya yang meradiasinya tidak akan meradiasikan

energi yang sama banyak dengan benda hitam ideal .

Perpindahan panas secara radiasi terjadi tanpa adanya media yang

menghubungkan antara pengirim radiasi (benda panas) ke penerima radiasi (benda

tidak panas). Sebenarnya, semua benda yang suhunya di atas 0 K akan melepaskan

panasnya secara radiasi ke benda di sekelilingnya, tinggal tergantung, benda mana

yang paling panas, itulah yang akan menjadi pemberi radiasi panas, sementara

yang lebih dingin akan menjadi penerima.

Karena semua benda diatas suhu oK meradiasikan panas, maka basis untuk

melakukan penghitungan perpindahan panas secara radiasi adalah menggunakan

suhu mutlak ( Kelvin).

Besarnya panas yang diradiasikan oleh suatu benda dirumuskan melalui

hukum Stefan-Boltzmann.

Dimana A adalah luas permukaan radiasi, Ts adalah suhu mutlak permukaan

benda yang mengemisikan panas secara radiasi. Konstanta Stefan-Boltzmann

dinyatakan dengan huruf yunani sigma dan besarnya adalah:

Sementara, ℇ adalah emisivitas permukaan (emissivity) yang nilainya

bervariasi antara 0 hingga 1. Benda dengan emisivitas 1 disebut dengan black body.

Pada kasus khusus, dimana sebuah benda (surface, s) dengan luas permukaan

yang relatif kecil dibandingkan permukaan benda yang mengelilinginya

(surrounding, surr), laju perpindahan panas radiasi dapat dirumuskan dengan:

Page 5: Pengukuran Suhu Efek Radiasi

8/10/2019 Pengukuran Suhu Efek Radiasi

http://slidepdf.com/reader/full/pengukuran-suhu-efek-radiasi 5/12

5

III. Pengukuran Suhu Efek Radiasi

Pengukuran suhu dengan efek radiasi umumnya menggunakan pirometer.

Sebuah pirometer adalah perangkat non-kontak yang dapat digunakan untuk

menentukan suhu dari permukaan benda.Pirometer berasal dari Yunani kata untuk api, "πυρ" ( Pyro ), dan meter, yang

berarti untuk mengukur. Pirometer pada awalnya diciptakan untuk menunjukkan

suatu perangkat yang mampu mengukur suhu benda-benda di atas lampu pijar

(yaitu benda terang untuk mata manusia).

Pengukuran suhu efek radiasi memiliki dua metode untuk mengukur radiasi,

yaitu dengan pirometer optis (pirometer pita sempit) dan pirometer radiasi total.

Pirometer optis digunakan untuk mengukur logam panas karena jika alat ini

dikalibrasi dengan baik akan sangat sempurna mengukur temperatur logam diatas

1500 F (816 C). Sedangkan pirometer radiasi total dapat digunakan untuk

aplikasi – aplikasi dengan benda bergarak atau yang berada pada jarak jauh.

A. Pirometer Optis (Pirometer pita sempit)

Pirometer optis adalah sebuah instrumen pengukuran temperatur yang

menggunakan prinsip radiasi benda panas. Pyrometer optis secara visual

membandingkan tingkat kecerahan permukaan benda dengan referansi sebuah

sumber radiasi tertentu. Benda referensi yang digunakan biasanya berupa filamen

tungsten yang dipanaskan secara elektrik. Di dalam alat ini juga digunakan sebuah

filter warna merah sehingga secara visual didapatkan gelombang tertentu yang

dapat dikomparasi dengan titik referensi. Alat ini dapat menentukan temperatur

permukaan benda dengan angka emisivitas ( ) 1,0.

Gambar 1. Prinsip kerja pirometer optis

Page 6: Pengukuran Suhu Efek Radiasi

8/10/2019 Pengukuran Suhu Efek Radiasi

http://slidepdf.com/reader/full/pengukuran-suhu-efek-radiasi 6/12

6

Pirometer optik, lebih dikenal dengan nama dissapearing filament pyrometer,

memanfaatkan sifat tampak (kasat mata) dari radiasi yang diemisikan oleh sebuah

benda panas. Radiasinya terfokuskan pada sebuah filamen sehingga baik radiasi

dan filamen dapat dilihat pada lensa mata (gambar 2.55). Filamen dipanaskan oleh

arus listrik sampai filamen dan benda panas terlihat berwarna sama, gambar

filamen lalu menghilang ke dalam latar belakang benda panas. Arus filamen

dengan demikin adalah ukuran temperatur. Filter merah antara lensa mata dan

filamen biasa digunakan untuk mempermudah penyesuaian warna filamen dan

benda panas. Filter merah yang lain dapat memperluas jangkauan pengukuran

instrumen.

Pirometer optik atau disappearing filament pyrometer memiliki jangkauan

pengukuran sekitar 600 0C sampai 3000 0C, akurasi pembacaan sekitar 0,5 %, dan

tidak ada kontak langsung dengan benda panas. Dengan demikian instrumen ini

dapat digunakan untuk aplikasi – aplikasi dengan benda bergerak atau yang berada

pada jarak jauh.

Pyrometer optik sangat cocok digunakan untuk mengukur logam panas karena

jika alat ini dikalibrasi dengan baik akan sangat sempurna mengukur temperatur

logam diatas 1500 F (816 C). Sehingga alat ini sangat ideal untuk digunakan pada

industri – industri yang melibatkan proses pemanasan logam seperti boiler,

perlakuan panas untuk logam dan lain sebagainya. Ini dikarenakan sensor serat

optik memiliki bahan isolasi elektrikal. Namun pyrometer ini tidak cocok jika

digunakan untuk mengukur temperatur gas, karena gas panas tidak memancarkan

radiasi secara kasat mata.

Page 7: Pengukuran Suhu Efek Radiasi

8/10/2019 Pengukuran Suhu Efek Radiasi

http://slidepdf.com/reader/full/pengukuran-suhu-efek-radiasi 7/12

7

Kelas lain dari pyrometer tergantung dari variasi dalam pancaran energi

radiasi monokromatik dengan temperatur. Piranti ini sering dinamakan

sebagai pyrometer optis karena mereka biasa melibatkan panjang gelombang hanya

pada bagian gelombang tampak dari spektrum. Kita mengetahui bahwa intensitas

pada beberapa panjang gelombang tertentu adalah sebanding dengan temperatur.

Apabila intensitas dari satu objek cocok dengan yang lain, maka temperaturnya

adalah sama. Dalam pyrometer optis, intensitas dari filamen platinum yang

dipanaskan akan berubah-ubah hingga menjadi cocok dengan objek yang akan

ditentukan temperaturnya. Karena sekarang temperaturnya sama dan temperatur

filamen dikalibrasikan terhadap seuatu setting panas, temperatur dari suatu objek

dapat ditentukan.

Gambar 3 memperlihatkan sistem khusus untuk implementasi dari suatu

pyrometer optis. Dalam gambar tersebut, sistem difokuskan pada objek yang akan

diukur temperaturnya, dimana pem- filter -an dilakukan hanya pada panjang

gelombang yang diinginkan, yang biasanya adalah merah. Pengamat juga melihat

filamen platinum yang ditumpangkan pada citra dari objek. Pada pemanasan

rendah filamen akan terlihat gelap terhadap latar belakang objek, seperti yang

diperlihatkan pada Gambar 4a. pada saat filamen dipanaskan, akan muncul sebagai

filamen yang terang terhadap latar belakang objek, seperti yang diperlihatkan pada

Gambar 4c. Di suatu tempat dintara nya adalah titik pada saat kecerahan dari

filamen dan objek yang diukur adalah cocok. Pada setting inim filamen tidak

muncul dengan pembandingan latar belakang objek, dan temperatur objek dapat

dibaca dari penghubung filamen pemanas.

Gambar 3.Suatu pyrometer optis yang cocok dengan intensitas dariobjek yang dipanaskan, filamen yang dikalibrasikan,biasanya sebagai panjang gelombang dalam merah

Page 8: Pengukuran Suhu Efek Radiasi

8/10/2019 Pengukuran Suhu Efek Radiasi

http://slidepdf.com/reader/full/pengukuran-suhu-efek-radiasi 8/12

8

Jangkauan dari piranti pyrometer optis ditentukan dalam bagian akhir pada

titik dimana objek menjadi cahaya tampak dalam merah (~500 K) dan secara jelasdibatasi oleh titik leleh dari platinum pada batas akhir (~3000 K). Akurasi adalah

tipikal pada ±5 K hingga ±10K yang merupakan fungsi dari operator kesalahan

(error ) dalam penyesuaian intensitas dan koreksi emisivitas untuk objek. Piranti

tersebut tidak mudah diadaptasikan untuk mengontrol proses, karena mereka

membutuhkan perbandingan optis yang teliti, biasanya oleh operator manusia.

Aplikasi-aplikasinya lebih menonjol dalam pengukuran spot dimana monitoring

secara konstan atau kontrol temperatur tidak diperlukan.

B. Pirometer Radiasi Total

Pirometer radiasi (juga dikenal sebagai radiasi pyrometers) mengukur radiasi

ini dalam rangka untuk menghitung suhu benda. Tingkat total radiasi emisi per

detik diberikan oleh:

Gambar 4.Contoh dari penampakan filamen selama

pengesetan pyrometer optis.

Bagan a. Filamen dipanaskan terlalu rendah

Bagan b. Panas filamen di-set tepat

Bagan c. Panas filamen terlalu tinggi

E = KT

Page 9: Pengukuran Suhu Efek Radiasi

8/10/2019 Pengukuran Suhu Efek Radiasi

http://slidepdf.com/reader/full/pengukuran-suhu-efek-radiasi 9/12

9

Pilihan metode terbaik mengukur radiasi yang dipancarkan tergantung pada

suhu. Pada temperatur rendah, yang puncak dari fungsi kepadatan spektral daya

terletak pada daerah inframerah kisaran (0,72-1 .000 μm) .

Logam panas memancarkan radiasi dengan nilai tertentu yang besarnya

ditangkap oleh pyrometer jenis ini untuk menentukan temperatur logam tersebut.

Pyrometer tipe ini memiliki tingkat sensitifitas yang tinggi, kepresisian, serta

rentan pembacaan temperatur yang lebih lebar.

Alat ini sangat baik membaca temperatur logam 538 oC. Satu kelebihan yang

paling penting dari alat ini adalah tidak membutuhkan kontak langsung dengan

material yang temperaturnya akan diukur dan pembacaan temperatur secara visual,

sehingga ia dipasang di sebuah titik yang tidak terjangkau oleh pandanganmanusia, seperti di dalam furnace boiler.

Gambar 5. Grafik Perbandingan TIngkat Emisi dan Panjang Gelombang

Page 10: Pengukuran Suhu Efek Radiasi

8/10/2019 Pengukuran Suhu Efek Radiasi

http://slidepdf.com/reader/full/pengukuran-suhu-efek-radiasi 10/12

10

Instrumen ini mengukur jumlah radiasi yang diemisikan oleh sesuatu benda

panas melalui sebuah elemen resistansi atau termofil (rangkaian beberapa

termokopel).

Pirometer radiasi total memfokuskan radiasi dari benda panas ke dalam

detektor radiasi. Gambar 7. menampilkan bentuk kasar dari sebuah instrumen yang

menggunakan sebuah cermin untuk memfokuskan radiasi pada detektor. Beberapa

bentuk instrumen yang lain menggunakan lensa untuk memfokuskan radiasinya.

Detektor pada umumnya berupa sebuah termofil dengan sambungan

termokopel yang dapat mencapai 20 atau 30 buah, sebuah elemen resistansi,

ataupun sebuah termistor. Detektor ini dikatakan sebagai sebuah detektor broad

band karena dapat mendeteksi radiasi pada pita frekuensi lebar sehingga

keluarannya merupakan penjumlahan dari daya yang diemisikan pada setiap

panjang gelombangnya, serta berbanding lurus dengan pangkat empat

temperaturnya (hukum stefan-boltzman). Akurasi dari pirometer radiasi total

broadband biasanya sekitar 0,5% dengan rentang pengukuran antara 0 0C –

3000 0C. Konstanta waktu (ukuran seberapa cepat sistem bereaksi terhadap

perubahan temperatur dan merupakan waktu yang diperlukan untuk mencapai

sekitar 63% nilai akhir) untuk instrumen ini bervariasi antara 0,1 detik bagi

detektor yang hanya tediri dari 1 termokopel atau termistor manik – manik kecil,

hingga beberapa detik bagi detektor termofil yang melibattkan banyak termokopel.

Beberapa instrumen menggunakan chopper (pemotong) mekanis berputar uuntuk

memotong radiasi sebelum mengenai detektor. Tujuannya untuk memperoleh

Page 11: Pengukuran Suhu Efek Radiasi

8/10/2019 Pengukuran Suhu Efek Radiasi

http://slidepdf.com/reader/full/pengukuran-suhu-efek-radiasi 11/12

11

keluaran detektor yang berubah – ubah mengingat penguatan sinyal akan lebih

mudah jika tegangannya merupakan tegangan bolak – balik. Dengan demikian

akan merupakan sebuah keuntungan apabila level radiasinya rendah. Akan tetapi

chopper hanya dapat digunakan untuk detektor yang mempunyai konstanta waktu

yang sangat kecil, sehingga cenderung digunakan untuk detektor, termistor

berbentuk manik – manik kecil.

IV. Tanya dan Jawab

Pertanyaan:

1. Apa saja aplikasi dari pirometer optik dan pirometer radiasi?

2.

Apakah pirometer radiasi bisa mengukur suhu tubuh?3. Mengapa pirometer optik tidak akurat bila terekspos oleh cahaya?

4. Apakah warna filamen filter dipengaruhi oleh suhu objek?

5. Faktor apa yang memengaruhi pengukuran suhu dengan pirometer optik

hanya pada suhu 600 oC – 2000 oC?

6. Jarak maksimum dalam pengukuran pirometer radiasi?

7. Apakah dalam pengukuran suhu dengan pirometer radiasi dapat

dipengaruhi oleh objek lain disekitarnya?

8. Apakah dalam pengukuran suhu efek radiasi dapat dipengaruhi oleh radiasi

benda hitam?

Jawaban:

1. Pirometer optik dan radiasi biasanya digunakan pada pabrik, seperti pada

furnace boiler. Dan Pirometer optik sangat baik untuk menguku suhu pada

logam panas (dalam pembuatan logam).

2. Pirometer radiasi bisa mengukur tubuh, karena tubuh juga mengemisikan

radiasi. Tetapi, pengukuran suhu tubuh dengan alat ini tidak baik, karena

radiasinya dapat merusak tubuh.

3. Pirometer optik sangat sensitif terhadap cahaya. Jadi jika dalam mengukur

suhu suatu objek, dan pirometer optik terekspos oleh maka hasilnya tidak

akurat dikarenakan ada gangguan dari cahaya tersebut. Oleh karena itu alat

ini tidak baik jika digunakan pada luar ruangan.

Page 12: Pengukuran Suhu Efek Radiasi

8/10/2019 Pengukuran Suhu Efek Radiasi

http://slidepdf.com/reader/full/pengukuran-suhu-efek-radiasi 12/12

12

4. Ya, jika filamen filter (merah) akan berubah warna akibat menyerap radiasi

yang diemisikan oleh objek yang diukur suhunya.

5. Pirometer optik menyerap radiasi infra merah yang dipancarkan objek.

Radiasi infra merah mencakup bagian terbatas dari spektrum

elektromagnetik, yakni dari range cahaya tampak 0.78 µm sampai 14 µm

yang berguna dalam pengukuran suhu. Diatas atau dibawah panjang

gelombang ini level energi sangat rendah, dimana detektor tidak cukup peka

untuk mendeteksi.

6. Jarak maksimum dalam pengukuran menggunakan pirometer yaitu relatif,

karena semakin tinggi suhu suatu objek maka semakin besar radiasi yang

dipancarkan, oleh karena itu jika pirometer dianggap dapat menyerap /

memfokuskan radiasi dan dalam jarak yang aman maka itulah jarak

maksimumnya.

7. Tidak, pirometer radiasi hanya fokus menyerap radiasi objek yang diukur.

8. Tidak, radiasi dari benda hitam (bukan objek yang diukur) tidak

mempengaruhi pengukuran benda yang diukur.

V. Kesimpulan

Pengukuran suhu efek radiasi didasarkan pada suhu suatu benda yang dapat

ditentukan melalui pengukuran radiasi termal benda itu. Instrumen yang

digunakan yaitu pyrometer optik dan pyrometer radiasi. Pyrometry adalah salah

satu teknik pengukuran suhu tanpa kontak fisik, tetapi suhu fluida dideteksi

dengan mengukur radiasi elektromagnetik. Pada pyrometer optik lensa digunakan

untuk menyatukan (focus) energi radiasi dari bodi, pada pyrometer radiasi total

radiasi energi diterima oleh detector (thermocouple, thermophile), dan diteruskan

ke recorder, sehingga suhu benda tersebut dapat dibaca suhunya.