Permasalahan yang Umum Pada Thermocouple dan Troubleshooting

Berikut ini adalah problem –problem umum atau common problem yang terjadi pada thermocouple dan berikut solusinya.

Problem 1 – Kabel thermocouple yang hendak di pasang di terminal dikupas terlalu panjang sehingga ada kemungkinan menyentuh satu sama lain atau short sehingga menyebabkan pembacaan temperature yang salah.

Solusi 1 – potong kupasan kabel yang terlalu panjang sehingga ketika di connect ke terminal strip tidak ada kabel terbuka dan mengurangi kemungkinan terjadinya short

Problem 2 – Terjadi spike atau lonjakan pembacaan temperatur secara tiba-tiba, dan terjadi berulang-ulang. Umumnya problem seperti ini disebabkan oleh grounding.

Solusi 2 – Untuk melakukan testing, lepas kabel thermocouple dari terminal strip atau dari controller dimana thermocouple tersebut terhubung. Ukur nilai resistansi antara kabel thermocouple dengan ground, resistansinya harusnya mendekati tak terhingga, jika nilai resistansinya kurang dari 250K maka kabel thermocouple kemungkinan ada short to ground. Jika kita menggunakan kabel thermocouple shielded, kemungkinan kabel ground kontak dengan air. Pastikan kabel thermocouple terlindung dari air.

Problem 3 – Thermocouple membaca temperature ruangan atau ambient temperature (padahal seharusnya secara proses jauh lebih tinggi)

Solusi 3 – ini berarti ada kabel thermocouple yang short satu sama lain yang terkespose dengan ambient temperature. Check sepanjang kabel thermocouple dengan teliti.

Menghitung Temperatur Thermocouple Dengan Mengukur Milivolt Output Dengan Multimeter

Pada dasarnya, tegangan yang dihasilkan oleh pengukuran thermocouple itu dihasilkan oleh perbedaan temperature antara measuring junction/hot junction dengan Reference junction. Idealnya reference junction adalah 0 derajat celcius karena ketika kita menyebut temperature tertentu itu referensinya adalah diukur dari 0 derajat celcius. Namun mengkondisikan reference junction 0 derajat itu sepertinya tidak mungkin sehingga muncullah yang di sebut Cold Junction Compensation (CJC). Penjelasan dibawah adalah untuk mengetahui lebih lanjut bagaimana kalkulasi pengkuran thermocouple.
Masing masing tipe thermocouple menghasilkan tegangan milivolt tertentu pada temperature tertentu. Hubungan antara besaran tegangan dan nilai temperaturenya bisa dilihat pada tabel Thermocouple reference berdasarkan tipe thermocouple yang dipakai. Tabel thermocouple Reference bisa kita cari dengan mudah di search engine. Lalu bagaimana menentukan temperature dari tegangan yang terukur dari thermocouple, berikut step-stepnya.

BAGAIMANA MENENTUKAN TEMPERATURE YANG TERUKUR DENGAN MENGUKUR MILIVOLT

1.      Ukur tegangan milivolt VD seperti pada gambar dengan menggunakan multimeter.

2.      Ukur temperature aktual pada reference junction (tempat kita mengukur tegangan Vd dengan menggunakan thermometer)

3.      Cari pada tabel untuk tipe thermocouple yang digunakan, berapa milivolt yang setara dengan temperature yang kita ukur dengan thermometer.

4.      Jumlahkan milivolt yang didapatkan pada tabel dengan Vd untuk mendapatkan Vtotal

5.      Cari Vtotal pada tabel setara dengan nilai temperature tertentu, maka itulah temperature total.

CONTOH

a.      Thermocouple yang digunakan tipe “E”

b.       Vd yang terukur pada reference junction 5.514mV

c.      Reference junction termperature 25 derajat Celcius, dari tabel 25 derajat Celcius = 1.495 mV

d.      Menambahkan 5.514mV + 1.495mV =7.00 mv

e.      Menemukan 7.00 mV pada tabel yaitu setara dengan 111 derajat Celcius

f.       Maka hasil pengukuran (temperature measuring junction) yaitu 111 derajat Celcius 

Thermocouple Konsep : Cold Juntion Compensation (CJC)

Thermocouple Cold Junction

Thermocouple memiliki 2 junction atau sambungan. Perbedaan temperature antara dua sambungan inilah yang digunakan untuk mengukur temperature. Satunya disebut hot junction (measuring Junction) yang di masukkan di dalam proses dimana temperature diukur. Sedangkan sambungan yang lain  disebut cold junction atau disebut juga reference junction yaitu termination point diluar proses dimana temperaturnya harus diketahui dan tempat dimana tegangan diukur. Umumnya cold junction terletak di transmitter atau signal conditioner.

Thermocouple Cold Juntion Compensation (CJC)

Tegangan yang diukur di cold junction berkorelasi dengan perbedaan temperature antara hot junction dan cold junction, dengan begitu maka temperature pada cold junction harus diketahui agar temperature proses bisa ditentukan secara akurat. Proses ini dikenal sebagai cold junction compensation.

Cold junction compensation (CJC) juga dilakukan oleh temperature transmitter, thermocouple input card untuk DCS atau PLC atau sinyal kondisioner yang lain. Idealnya pengukuran CJC dilakukan sedekat mungkin dengan point pengukuran karena kabel thermocouple yang panjang rentan terhadap electrical noise atau gangguan elektrik dan penurunan kualitas sinyal. Cold junction compensation dapat juga dijelaskan sebagai penyesuaian atau adjustment yang dilakukan oleh temperature transmitter untuk meningkatkan ke akurasian  dengan menggunakan temperature actual dari cold junction.

Macam-Macam Error Kalibrasi dan Penjelasannya

Error instrument dapat terjadi karena beberapa faktor: pergeseran, lingkungan, supply elektical, penambahan komponen pada output loop, perubahan proses, dsb. Karena kalibrasi dilakukan dengan membandingkan  dengan besaran yang standar, eror bisa di deteksi dengan kalibrasi. Error adalah perbedaan nilai pembacaan dengan nilai aktual.

Zero dan span error bisa dikoreksi dengan melakukan kalibrasi. Sebagian besar peralatan instrument di sediakan dengan adjusting zero dan span. Zero adjustment digunakan untuk melakukan pergeseran secara pararel input output. Span adjustment digunakan untuk mengubah slope kurva input output. Error linearisasi bisa dikoreksi jika suatu instrument memiliki linearization adjustment. Jika manitude dari ketidaklinearan tidak dapat diterima maka tidak dapat diadjust, instrument harus di ganti.

Untuk mendeteki dan mengoreksi error, kalibrasi harus rutin dilakukan, meskipun hasil kalibrasi menunjukkan bahwa instrument memiliki hasil kalibrasi yang masih bagus dan tidak perlu dilakukan adjustment, kita tidak akan pernah tahu jika tidak melakukan kalibrasi.

Jenis - Jenis Thermocouple Junction

Berikut Jenis-jenis Thermocouple Junction :

Grounded
Memberikan waktu respon lebih cepat dari probe ungrounded tapi jauh lebih rentan terhadap ground loops dan electrical noise.

Ungrounded
Meskipun memiliki respon yang lebih lambat dari grounded probe, ungrounded probe memberikan ketahanan yang lebih baik terhadap ground loops dan electrical noise.


Exposed
Jenis probe yang terbaik dalam pengukuran gas, tapi jika digunakan untuk mengukur temperature liquid, thermocouple bisa terkontaminasi.