PROSIDING SEMINARPENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKAT NUKLIR

Pusat Teknologi Akselerator don Prose BahanVogyakarta, 28 Agustus 2008

un COBA KALmRATOR TERMOKOPEL PORTABLE

Nurhanan, Dedy HaryantoPI/sa/ Teknologi Reak/or dan Kelama/an NI/klir

ABSTRAK

UJI COBA ALAT KA LIBRA SI TERMOKOPEL PORTABLE. Beberapa fasilitaspenelitian yang dimiliki oleh Pusat Teknologi Reaktor dan Keselamatan Nuklirmenggunakan sistem pembacaan hasil pengukuran temperatur dan sensor pengukurtemperatur berupa termokopel. Dalam periode tertentu sistem pembacaan hasilpengukuran temperatur dan termokopel tersebut harus dikalibrasi untuk menghindariterjadinya kesalahan pengukuran. Kalibrator termokopel portable digunakan untukmemfasilitasi kegiatan pengkalibrasian di lapangan. Kalibrator ini terdiri dari ruangpemanas, casing kalibrator yang memuat simulator tegangan, dan instalasi rangkaiancatu daya. Metode pengkalibrasian sistem pembacaan temperatur dilakukan dengancara memberikan simulasi sumber tegangan, sedangkan pengkalibrasian termokopeldilakukan dengan membandingkan hasil pengukuran temperatur dari termokopel yangdikalibrasi dengan hasil pengukuran temperatur dari termokopel refensi yangberfungsi sebagai acuan. Dari hasil uji coba kalibrasi sistem pembacaan temperaturdidapatkan hasil yang sesuai dengan acuan sedangkan pada kalibrasi termokopeldidapatkan perbedaan sebesar 1 °C antara termokopel yang dikalibrasi dengantermokopel referensi. Dengan demikian telah dibuat dan diuji coba suatu kalibratortermokopel portable yang mampu mengkalibrasi termokopel dan sistem pembacaantemperatur dengan hasil yang sesuai dengan acuan.

ABSTRACT

TESTING OF THERMOCOUPLE CALIBRATOR PORTABLE. Some researchfacilities owned by Centre for Nuclear Safety and Reactor Technology apply system ofread result of gauging of temperature and censoring temperature in the form ofthermocouple. In read system specified period of the temperature must be calibratedto avoid the happening of gauging error. Thermocouple calibrator portable is appliedfor facility of activity of calibrate at field. This calibrator consisted of heater space,casing calibrator loading strain simulator, and installation of power supply circuit. Themethod of calibrate of read system of temperature has been done with givingsimulation of voltage source, while thermocouple calibrate done by comparing result ofgauging of temperature from thermocouple which calibrated with result of gauging oftemperature from thermocouple reference functioning as reference. From test resulttry of system calibrate of read of temperature can be result matching with referencewhile at thermocouple calibrate can be difference equal to 1° C between thermocouplewhich calibrated with reference thermocouple. Thereby have been made and testedthermocouple calibrator portable which capable for calibrating system andthermocouple of read of temperature with result matching with reference.

PENDAHULUAN

Pembuatan kalibrator termokopel par/ablebertujuan untuk memfasilitasi kegiatanpengkalibrasian sistem pembacaan hasilpengukuran temperatur dan sensor pengukurantemperatur (termokopel) yang dapat digunakan di

lapangan karena bersifat par/able. Terrnokopeldigunakan untuk pengukuran pada tekanan dantemperatur tinggi sesuai dengan tekanan dantemperatur operasional pada beberapa fasilitas yangdimiliki oleh Pusat Teknologi Reaktor danKeselamatan Nuklir (PTRKN). Beberapa fasilitas

264 ISSN 1410 - 8178 Nurhanan, dkk

PROSIDING SEMINARPENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKAT NUKLIR

Pusat Teknologi Akselerator don Proses BahanYogyakarta, 28 Agustus 2008

tersebut adalah Untai Uji Termohidrolika Reaktor(General Loop), Untai Uji Korosi (Primary Loop),dan Untai Uji Komponen (Test Component Rig).

Pada dasamya kalibrator terdiri dari ruangpemanas dengan medianya, terminal kabel darikeramik, controller serta dilengkapi dengantermokopel referensi yang berfungsi sebagai acuantemperatur. Ruang pemanas dilengkapi denganelemen pemanas yang terbuat dari khantal sebagaipembangkit kalor dan dapat menghasilkantemperatur yang tinggi. Sedangkan untuk mediapemanas pada ruang pemanas tersebut digunakanMgO (Magnesium Oksida). Controller berfungsiuntuk menjaga temperatur pada ruang pemanas agartetap pada temperatur yang diinginkan sehinggakegiatan kalibrasi termokopel dapat dilaksanakan,untuk lebih jelasnya kalibrator dapat dilihat padaGambar 1(I] dibawah ini.

a. Gambar prespektifkalibrator

b. Pandangan atas kalibrator

Gambar I. Kalibrator termokopel portable

Alat ukur dan kontrol temperatur dariketiga fasilitas yang dimiliki oleh PTRKN padadasamya terdiri dari dua bagian, yaitu sistempembacaan hasil pengukuran temperatur dan sensorpengukuran temperatur berupa termokopel.Penyimpangan pengukuran temperatur bisa terjadipada dua bagian tersebut, sehingga keduanya perludikalibrasi. Metode kalibrasi sistem pembacaanhasil pengukuran dilakukan dengan caramemberikan tegangan simulasi (mV), sedangkankalibrasi terhadap termokopel dilakukan dengancara membandingkan hasil pengukuran termokopelyang dikalibrasi terhadap hasil pengukuran

termokopel referensi yang berfungsi sebagai acuandengan mencelupkan keduanya dalam mediapemanas (MgO) pada waktu dan kedalaman yangsarna.

Pada termokopel sensor panas terletak padabagian ujung di mana sensor tersebut bersentuhandengan fluida yang ingin diketahui temperatumya.Kemudian oleh konverter temperatur diubahmenjadi besaran tegangan dan terbaca olehindikator. Pada periode tertentu termokopel harusdikalibrasi lagi untuk menghindari terjadinyapenyimpangan pengukuran yang dapat berakibatkesalahan pada pengambilan data-data penelitian.Untuk itu diperlukan suatu alat untuk mengkalibrasitermokopel.

Uji coba kalibrator termokopel 1m

dilakukan pada jangkauan temperatur 30°C hingga130°C. Pengukuran temperatur dilakukan setiapkenaikan 10°C, kemudian hasil pengukurantemperatur dari termokopel yang dikalibrasi(terbaca pada indikator temperatur yang dipasangdekat kontroler) dibandingkan dengan temperaturhasil pengukuran dari termokopel referensi sebagaiacuan. Diharapkan hasil uji coba dari kalibratoryang diperoleh sesuai dengan acuan dan kalibratorportable dapat digunakan untuk mempermudahpengkalibrasian termokopel yang banyak dipakaipada beberapa fasilitas yang dimiliki oleh PTRKN­SATAN.

TATA KERJA

Kegiatan yang dilakukan adalahpenyelesaian pembuatan tahap akhir kalibrator danuji coba kalibrator. Kegiatan pengujian meliputipengujian sistem pembacaan hasil pengukurantermokopel dan pengujian termokopel. Pengujiansistem pembacaan temperatur dilakukan denganmemberikan tegangan simulasi kemudian hasilkonversi tegangan menjadi temperatur tersebutdibandingkan dengan acuan. Sedangkan pengujiantermokopel dilakukan dengan cara memberikansumber energi panas pada media pemanas (MgO)dan menentukan temperatur tertentu (set pointtemperatur) pada Controller. Temperatur inidivariasikan mulai 30°C sampai dengan 130°Cdengan kenaikan temperatur 10°C. Kemudian hasilpengukuran termokopel yang dikalibrasidibandingkan dengan hasil pengukuran termokopelreferensi yang berfungsi sebagai acuan.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Pengujian sistem pembacaan temperatur

Pengujian sistem pembacaan temperaturdilakukan dengan cara memberikan variasitegangan dan terbaca variasi besaran temperatur

Nurhanan, dkk. ISSN 1410 - 8178 265

PRO SIDING SEMINARPENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKAT NUKLIR

Pusat Teknologi Akselerator don Prose BahanYogyakarta, 28 Agustus 2008

Gambar 2. Grafik hasil kalibrasi termokopel

dc. Perbedaan ini bersifat konstan tidak bergantungpada temperatur. Hal ini dimungkinkan karena letakkedua sensor tidak satu titik walaupun berdekatandan serbuk media MgO tidak diaduk sehinggadistribusi panas tidak merata.

Tabel3. Hasil pengujian temperatur pada sistimkontrol dan indikator temperatur digital

TemperaturTemperaturTemperatur

Set PointTermokopelyangTermokopel

Kontroler (0C)dikalibrasi (0C)Referensi (0C)

30

302940

403950

504960

6059

707069

80

807990

9089100

10099110

110109120

120119130

130129

pad a indikator yang terpasang pada kalibrator. Hasilpengujian sistem pembacaan temperatur sepertiterlihat pada Tabel 1 dibawah ini.

Tabel I. Hasil pengujian konversi teganganterhadap temperatur

Tegangan simulator (mV)Temperatur (0C)

1,20

30

1,61

40

2,02

50

2,44

60

2,85

70

3,27

80

3,68

90

Hasil pengujian diatas bila dibandingkan

dengan tabel hubungan antara tegangan terhadaptemperatur yang berlaku sebagai acuan seperti yangterIihat pada Tabel 2 mempunyai nilai hampir sarna.

Tabel 2. Konversi tegangan dengan temperaturuntuk termokopel tipe K[21

f····e(:-·I'·_··(J}~~~~1~2~~L,_·~_! ~~I~_-==~:~]_=~:~~::l~:::_~::::::I~~~~~.:.:::l, FEMTERMOEUTI1UCAINMILL/VOL" .\S50Ll~ I

!~'.~,t~1\~~!·~·mi-r~:t~~:':!f;ltt~~~tl~:·i~"f~~J.i,[I20) : U~~: 1285 i 1325 I 136(, : 1 ~O?i I 44~ ! I .8./11 j2'1! I 57('!

::'!!ifiij~~j~.~':"!~-~J.:~!.~L~-17~L~~_1(.J; ~ Jn2!.J 14:1 t.; 3M t -I4:!f.; ~."671I W 45nJC, j 4.549 ~4.~')O; .$,(.;tl i -1(,13 ! 4,71.$ ; J 7~~ 1.$ 7')« ; J~)1 j .; 109:,--+- ~._....._"..~..__~: :__ ,_--J.-~ __•__ .~~.:(.~~:.I~t.~:.)J r 5(42 i 5,O~J ~ 51~.s . 5 lrw ! ~2?~L:_::!'.L~~.~.~..;l.1u .~ ;\~{.L~ :~t>_~•. ~_.~.::!..i'-1~i)! $,';<);) L~:,~jI i 5ji I J :' 1.12~5/.~:::• ; (.-n

1';0 5,7.13! ;,!.J-1 j_~:gj'; !¥5_~~Li.~L~..~2~;':_?!.('j~~~~f~!_6n.s7~(.!..~:I Si' ~.:,!!..~..~~.1.??.L.~_~!~..1_';_2_~_~_~ _'_,2_9S_' _~l_, _JJ••"_'_" •• J••7_S .!!:~~~_,_,._)i_f_' ._~<J<!...

1))

120

110

0'100

a !()

$ 00

~ 70•I- &J

!l)

40

))1

Termokoj:el Kalbrasi

Termokopel Refererni

Peng~mblan D~tJ

10 11

Pengujian termokopelPengujian dilakukan dengan memanaskan

ruang pemanas dengan media MgO yang dikontrololeh Controller. Pemanasan dilakukan secara

bertahap mulai 30°C hingga 130°C dengankenaikan 10°C. Pada saat bersamaan dilakukan

pengukuran ternperatur dengan termokopel yangdikalibrasi dan termokopel referensi sebagai acuan

yang diletakkan sedekat mungkin. Hasil pengujiandan grafiknya dapat dilihat pada Tabel 3 danGambar 2.

Dari Tabel 3 ataupun Gambar 2 terlihat

bahwa temperatur dari alat memberikan nilai yangsarna dengan temperatur set point. Hal inimenunjukkan bahwa alat kalibrasi yangdikembangkan telah berfungsi seperti yangdiharapkan. Namun bila dibandingkan dengantermokopel referensi terdapat perbedaan sebesar I

KESIMPULAN

Telah dilakukan pembuatan kalibratortermokopel portable yang dapat digunakan untukpengkalibrasian sistem pembacaan temperatur dantermokopel di lapangan. Pada uji coba kalibrasisistem pembacaan temperatur didapatkan hasil yangsesuai dengan acuan. Sedangkan pada kalibrasitermokopel didapatkan temperatur pada mediakalibrator sarna dengan temperatur set point.Namun perbandingan dengan termokopel referensitemperatur pada indikator digital tercatat 1 °c lebihrendah dari temperatur controller. Namun karenaperbedaan ini kecil dan konstan untuk berbagaitemperatur maka penyimpangan ini masih dapatditerima.

266 ISSN 1410 - 8178 Nurhanan, dkk

PRO SIDING SEMINARPENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKA T NUKLIR

Pusat Teknologi Akselerator dan Proses BahanYogyakarta, 28 Agustus 2008

DAFT AR PUSTAKA

I. NURHANAN dan DEDY HARY ANTO,

"Pembuatan Kalibrator Termokope\ Portable",Prosiding Seminar Nasional, Penelitian

Pengelolaan Perangkat Nuklir, Yogyakarta 5September 2007.

2. Table de absoluta de temperatura, Milano Italy1981.

Nurhananl dkk. ISSN 1410 - 8178 267