50
Suriadi Ginting : Penggunaan Sensor Pyrometer Sebagai Alat Untuk Mengukur Temperatur Material Pada Kiln (Aplikasi PT. Semen Padang), 2009. PENGGUNAAN SENSOR PYROMETER SEBAGAI ALAT UNTUK MENGUKUR TEMPERATUR MATERIAL PADA KILN ( APLIKASI PT. SEMEN PADANG ) Disusun Oleh : SURIADI GINTING NIM : 045203015 PROGRAM DIPLOMA-IV TEKNOLOGI INSTRUMENTASI PABRIK FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2009

PENGGUNAAN SENSOR PYROMETER SEBAGAI ALAT …rwulandari.blog.uns.ac.id/files/2011/11/jurnal-pemuaian-panjang.pdfSuriadi Ginting : Penggunaan Sensor Pyrometer Sebagai Alat Untuk Mengukur

  • Upload
    lamthu

  • View
    220

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: PENGGUNAAN SENSOR PYROMETER SEBAGAI ALAT …rwulandari.blog.uns.ac.id/files/2011/11/jurnal-pemuaian-panjang.pdfSuriadi Ginting : Penggunaan Sensor Pyrometer Sebagai Alat Untuk Mengukur

Suriadi Ginting : Penggunaan Sensor Pyrometer Sebagai Alat Untuk Mengukur Temperatur Material Pada Kiln (Aplikasi PT. Semen Padang), 2009.

PENGGUNAAN SENSOR PYROMETER SEBAGAI ALAT

UNTUK MENGUKUR TEMPERATUR MATERIAL PADA KILN

( APLIKASI PT. SEMEN PADANG )

Disusun Oleh :

SURIADI GINTING

NIM : 045203015

PROGRAM DIPLOMA-IV

TEKNOLOGI INSTRUMENTASI PABRIK

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2009

Page 2: PENGGUNAAN SENSOR PYROMETER SEBAGAI ALAT …rwulandari.blog.uns.ac.id/files/2011/11/jurnal-pemuaian-panjang.pdfSuriadi Ginting : Penggunaan Sensor Pyrometer Sebagai Alat Untuk Mengukur

Suriadi Ginting : Penggunaan Sensor Pyrometer Sebagai Alat Untuk Mengukur Temperatur Material Pada Kiln (Aplikasi PT. Semen Padang), 2009.

ABSTRAK

Pengukuran temperatur sangatlah penting untuk mengetahui besar kecilnya

suhu yang mengalir selama proses berlangsung serta pengukuran temperatur ini juga

berguna mengatur jalannya proses sehingga dapat meningkatkan hasil produksi agar

tetap stabil.

Sensor Pyrometer adalah salah satu peralatan pengukur temperatur yang

dipergunakan untuk mengukur besarnya jumlah yang berada dalam kiln, dan Sensor

Pyrometer juga berfungsi sebagai alat untuk penghasil keluaran dari pengukuran dan

perantara penghubung antara yang ada dilapangan dengan ruang kontrol. Sensor

Pyrometer ini berfungsi untuk mengirimkan data yang diukur dilapangan ke unit

penerima pada ruang kontrol (Control Room). Sensor ini bekerja dengan menangkap

pancaran radiasi inframerah atau pancaran panas yang dikeluarkan oleh objek test,

dimana pancaran tersebut akan dirubah menjadi sinyal, sinyal tersebut masih berupa

sinyal digital yang diproses oleh mikroprosesor dan dirubah lagi ke bentuk sinyal

analog oleh sebuah konverter. Sensor Pyrometer ini mengukur sinyal proses (input)

yang dikirim dari lapangan kemudian diubah menjadi sinyal analog yang diteruskan

ke ruang kontrol.

Hasil pengukuran temperatur material 800 – 1700 0C pada kiln akan

menghasilkan keluaran berupa sinyal listrik dalam besaran arus 4 mA – 20 mA,

yang apabila temperature yang diukur 800 0C maka arus keluarannya 4 mA dan

apabila yang terukur 1700 0C maka arus keluarannya 20 mA

Page 3: PENGGUNAAN SENSOR PYROMETER SEBAGAI ALAT …rwulandari.blog.uns.ac.id/files/2011/11/jurnal-pemuaian-panjang.pdfSuriadi Ginting : Penggunaan Sensor Pyrometer Sebagai Alat Untuk Mengukur

Suriadi Ginting : Penggunaan Sensor Pyrometer Sebagai Alat Untuk Mengukur Temperatur Material Pada Kiln (Aplikasi PT. Semen Padang), 2009.

KATA PENGHANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yesus Kristus, yang telah

memelihara dan melimpahkan kasih karunia-Nya kepada penulis, sehingga Karya

Akhir ini dapat diselesaikan.

Karya Akhir ini dimaksudkan adalah sebagai syarat untuk menyelesaikan

Program studi di Fakultas Teknik Jurusan Teknologi Instrumentasi Pabrik Diploma-

IV Universitas Sumatera utara.

Selama berlangsungnya penulisan Karya Akhir ini hingga penyelesaiannya,

penulis banyak mendapatkan bantuan yang diberikan baik material, spiritual,

informasi maupun administrasi. Oleh karena itu sepantasnya penulis mengucapkan

terima kasih sebesar-besarnya kepada :

1. Kedua orangtua tercinta, papa A. Ginting dan mama M. Tarigan, serta

abang dan kakakku yang telah memberikan dukungan moril, material dan

doa terhadap penulis.

2. Bapak Drs. Hasdari Helmi,MT selaku dosen pembimbing, dengan tulus dan

sabar meluangkan waktu untuk membimbing penulis dan menyelesaikan

tugas akhir ini.

3. Bapak Ir. Nasrul Abdi MT, selaku ketua Program Diploma-IV Teknologi

Instumentasi Pabrik Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

4. Bapak, Rachmad Fauzi, ST.MT Selaku Seketaris Program Diploma-IV

Teknologi Instrumentasi Pabrik.

5. Seluruh Staf Pengajar di Fakultas Teknik Elektro USU, yang telah

memberikan bekal ilmu kepada penulis selama perkuliahan di Fakultas

Teknik Elektro USU.

Page 4: PENGGUNAAN SENSOR PYROMETER SEBAGAI ALAT …rwulandari.blog.uns.ac.id/files/2011/11/jurnal-pemuaian-panjang.pdfSuriadi Ginting : Penggunaan Sensor Pyrometer Sebagai Alat Untuk Mengukur

Suriadi Ginting : Penggunaan Sensor Pyrometer Sebagai Alat Untuk Mengukur Temperatur Material Pada Kiln (Aplikasi PT. Semen Padang), 2009.

6. Seluruh Karyawan di Jurusan Teknik Elektro USU.

7. Rekan-rekan angkatan 04 : Indra, Mulindra, serta yang lainnya, yang tidak

dapat saya sebutkan satu persatu, sukses selalu.

8. Rekan Permata serata buat Jon Ginting, Zeplin Sinulingga. Yang telah

banyak memberikan semangat dan bantuan terjemahannya.

9. Segenap karyawan PT. Semen Padang yang telah banyak membantu penulis.

Terutama Pak Awal dan Pak Fahmi.

Akhirnya kata penulis dengan keterbatasannya sangat menyadari

bahwasannya dalam penyusunannya karya akhir ini masih banyak kekurangannya,

sehingga penulis dengan tulus menerima saran dan kritik yang bersifat membangun

dan kiranya dapat digunakan untuk menambah ilmu dan pengetahuan yang lebih

baik dari masa yang akan datang.

Dengan kerendahan hati, penulis mohon maaf yang sebesar-besarnya atas

segala kekurangan dan semoga karya akhir ini dapat bermanfaat bagi kita semua.

TUHAN MEMBERKATI

Medan, juli 2009

Hormat Saya,

penulis

Page 5: PENGGUNAAN SENSOR PYROMETER SEBAGAI ALAT …rwulandari.blog.uns.ac.id/files/2011/11/jurnal-pemuaian-panjang.pdfSuriadi Ginting : Penggunaan Sensor Pyrometer Sebagai Alat Untuk Mengukur

Suriadi Ginting : Penggunaan Sensor Pyrometer Sebagai Alat Untuk Mengukur Temperatur Material Pada Kiln (Aplikasi PT. Semen Padang), 2009.

D A F T A R I S I

L e mb a r a n P e ng e s a h a n

A b s t r a k . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . i

Ka t a P e ng a n t a r . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . i i

D a f t a r is i . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . i v

D a f t a r G a mb a r . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . v i i

D a f t a r T a be l . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . v i i i

B AB I P E N D AH U L U A N . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

I . 1 . L a t a r B e la k a ng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

I . 2 . T u ju a n P e mb a ha s a n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2

I . 3 . B a t a s a n M a s a l a h . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

I . 4 . M et o d e P e mb a ha s a n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2

I . 5 . S i s t e ma t ik a P e mb a ha s a n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

B AB I I T in j a u a n P u a s t a k a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

I I . 1 . P e ng e r t ia n P e ng u k u r a n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

I I . 1 . 1 . M e t o d e P e ng u k u r a n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6

I I . 1 . 2 . Ka r a k t e r i s t ik A la t U k u r . . . . . . . . . . . . . . . . . .

8

Page 6: PENGGUNAAN SENSOR PYROMETER SEBAGAI ALAT …rwulandari.blog.uns.ac.id/files/2011/11/jurnal-pemuaian-panjang.pdfSuriadi Ginting : Penggunaan Sensor Pyrometer Sebagai Alat Untuk Mengukur

Suriadi Ginting : Penggunaan Sensor Pyrometer Sebagai Alat Untuk Mengukur Temperatur Material Pada Kiln (Aplikasi PT. Semen Padang), 2009.

I I . 2 . P e ng u k u r a n T e mp e r a t u r . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

I I . 2 . 1 . T e r mo me t e r A ir R a k s a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 0

I I . 2 . 2 . T e r mo me t e r B ime t a l . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1

I I . 2 . 3 . T e r mo k o p e l . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 3

I I . 2 . 4 . P yr o me t e r . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 4

I I . 3 . S is t e m Ko n t r o l . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1 6

I I . 3 . 1 . P e ng e r t ia n S i s t e m Ko n t r o l . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 7

I I . 3 . 2 . P e ng e r t ia n S i s t e m Ko n t r o l O t o ma t i s . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 7

I I . 3 . 3 . S is i t e m Ko n t r o l R a n g k a ia n T e r bu k a d a n

R a ng k a ia n T e r t u t u p . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 8

I I I S e n s o r P yr o me t e r . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2 1

I I I . 1 . P e ng e r t i a n S e n s o r P yr o me t e r . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2 1

I I I . 2 . P r ins ip Ke r j a P yr o me t e r . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2 3

I I I . 3 . B e n t u k d a n Ko ns t r u k s i . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Page 7: PENGGUNAAN SENSOR PYROMETER SEBAGAI ALAT …rwulandari.blog.uns.ac.id/files/2011/11/jurnal-pemuaian-panjang.pdfSuriadi Ginting : Penggunaan Sensor Pyrometer Sebagai Alat Untuk Mengukur

Suriadi Ginting : Penggunaan Sensor Pyrometer Sebagai Alat Untuk Mengukur Temperatur Material Pada Kiln (Aplikasi PT. Semen Padang), 2009.

3 0

I V P e ng a ma t a n d a n P e mb a h a s a n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3 3

I V . 1 . P e ng a ma t a n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3 3

I V . 1 . 1 . P r o s e s P e ng e lo l a ha n B a ha n B a k u d i

P a b r ik S e me n P a d a ng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 3

I V . 1 . 2 . P e ng g i l i n g a n B a h a n B a k u M e n ja d i

R a w M ix . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 3

I V . 1 . 3 Ho mo g e n i s a s i . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 4

I V . 1 . 4 P e mba k a r a n R a w M ix M e n ja d i K l in k e r

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 4

I V . 2 P e mb a ha s a n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3 4

I V . 2 . 1 . D a t a P e ng u k u r a n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 5

I V . 2 . 2 . G a mba r B lo k d i a g r a m S i s t e m

P e ng u k u r a n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 6

Page 8: PENGGUNAAN SENSOR PYROMETER SEBAGAI ALAT …rwulandari.blog.uns.ac.id/files/2011/11/jurnal-pemuaian-panjang.pdfSuriadi Ginting : Penggunaan Sensor Pyrometer Sebagai Alat Untuk Mengukur

Suriadi Ginting : Penggunaan Sensor Pyrometer Sebagai Alat Untuk Mengukur Temperatur Material Pada Kiln (Aplikasi PT. Semen Padang), 2009.

I V . 2 . 3 . P e r ma s a l a h a n s e n s o r P yr o me t e r . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 7

V Ke s i mp u la n d a n S a r a n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 9

V . 1 . Ke s i mp u la n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 9

V . 2 . S a r a n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 0

D a f t a r P u s t a ka . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 1

Page 9: PENGGUNAAN SENSOR PYROMETER SEBAGAI ALAT …rwulandari.blog.uns.ac.id/files/2011/11/jurnal-pemuaian-panjang.pdfSuriadi Ginting : Penggunaan Sensor Pyrometer Sebagai Alat Untuk Mengukur

Suriadi Ginting : Penggunaan Sensor Pyrometer Sebagai Alat Untuk Mengukur Temperatur Material Pada Kiln (Aplikasi PT. Semen Padang), 2009.

D A F T A R G A M B A R

G a mb a r 2 . 1 . M e t o d e L ih a t L a ng s u ng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

G a mb a r 2 . 2 . M e t o d e T id a k L a ng s u ng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

G a mb a r 2 . 3 . T e r mo me t e r A ir R a k s a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 0

G a mb a r 2 . 4 . T e r mo me t e r b ime t a l . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 3

G a mb a r 2 . 5 . S k e ma d i a g r a m P yr o me t e r . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 5

G a mb a r 2 . 6 . S k e ma D ia g r a m O p t ik a l P yr o me t e r . . . . . . . . . . . . 1 6

G a mb a r 2 . 7 . D ia g r a m B lo k s i s t e m R a ng k a ia n T e r bu k a . . . 1 8

G a mb a r 2 . 8 . D ia g r a m B lo k s i s t e m R a ng k a ia n T e r t u t u p . . . 1 8

G a mb a r 3 . 1 . P r ins ip Ke r j a S e n s o r P yr o me t e r . . . . . . . . . . . . . . . . 2 5

G a mb a r 3 . 2 . D ia g r a m S e d e r ha n a P r in s ip K e r j a P yr o me t e r

A R D O C O L M P . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 6

G a mb a r 3 . 3 . B e n t u k T r e nd S u hu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 9

G a mb a r 3 . 4 . P yr o me t e r AR D O C O L M P . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 9

G a mb a r 3 . 5 . Ko ns t r u k s i P yr o me t e r A R D O C O L M P T a np a

T a bu ng P e l in d u ng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 0

G a mb a r 3 . 5 . T e r min a l H u bu ng P a d a S e n s o r . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 1

G a mb a r 3 . 6 . Ke t e r p a s a ng a n S e ns o r P yr o me t e r . . . . . . . . . . . . . . . 3 1

G a mb a r 4 . 1 . G a mb a r B lo k S i s t e m P e n g e n d a l i a n . . . . . . . . . . . . . 3 6

Page 10: PENGGUNAAN SENSOR PYROMETER SEBAGAI ALAT …rwulandari.blog.uns.ac.id/files/2011/11/jurnal-pemuaian-panjang.pdfSuriadi Ginting : Penggunaan Sensor Pyrometer Sebagai Alat Untuk Mengukur

Suriadi Ginting : Penggunaan Sensor Pyrometer Sebagai Alat Untuk Mengukur Temperatur Material Pada Kiln (Aplikasi PT. Semen Padang), 2009.

D A F T A R T A B E L

T a be l 4 . 1 . T a be l P e ng u k u r a n T e mp e r a t u r . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 6

Page 11: PENGGUNAAN SENSOR PYROMETER SEBAGAI ALAT …rwulandari.blog.uns.ac.id/files/2011/11/jurnal-pemuaian-panjang.pdfSuriadi Ginting : Penggunaan Sensor Pyrometer Sebagai Alat Untuk Mengukur

Suriadi Ginting : Penggunaan Sensor Pyrometer Sebagai Alat Untuk Mengukur Temperatur Material Pada Kiln (Aplikasi PT. Semen Padang), 2009.

BAB I

PENDAHULUAN

I.1. LATAR BELAKANG

Setiap industri, pengendalian memiliki peralatan elektronik sebagai peralatan

kontrol maupun peralatan instrument. Alat kontrol maupun instrument bermacam-

macam bentuk dan fungsinya, salah satunya adalah alat pengukur temperatur

diantaranya Sensor Pyrometer. Alat ini digunakan untuk mengukur besar temperatur

tinggi yang sulit dijangkau, besar temperatur yang di ukur antara 13500 C - 14000 C.

Sensor ini bekerja dengan menangkap pancaran radiasi inframerah atau pancaran

panas yang dikeluarkan oleh objek test, dimana pancaran tersebut akan dirubah

menjadi sinyal, dimana besar kecilnya temperatur mempengaruhi mutu dari proses.

Jadi pada kesimpulannya teknologi inframerah dapat memberikan kontribusi yang

sangat besar dala peningkatan keefisiensian dalam berbagai kegiatan produksi dalam

perindustrian.

Dengan mengetahui besar temperatur yang berada dalam objek kita dapat

mengetahui kualitas dari objek. Oleh karena itu, penulis merasa tertarik membahas

tentang Sensor Pyrometer Sebagai Alat Untuk Mengukur Temperatur Material

Pada Kiln yang aplikasinya di Indarung V PT. SEMEN PADANG sebagai judul

Karya Akhir.

Page 12: PENGGUNAAN SENSOR PYROMETER SEBAGAI ALAT …rwulandari.blog.uns.ac.id/files/2011/11/jurnal-pemuaian-panjang.pdfSuriadi Ginting : Penggunaan Sensor Pyrometer Sebagai Alat Untuk Mengukur

Suriadi Ginting : Penggunaan Sensor Pyrometer Sebagai Alat Untuk Mengukur Temperatur Material Pada Kiln (Aplikasi PT. Semen Padang), 2009.

I.2. TUJUAN PEMBAHASAN

Adapun yang menjadi tujuan penulisan dalam pembahasan karya akhir ini adalah :

1. Untuk memenuhi syarat menyelesaikan masa studi sebagai mahasiswa

program Diploma IV Teknologi Instrumentasi Pabrik.

2. Megetahui dan memahami prinsip kerja dari Sensor Pyrometer serta

penggunaannya pada proses pengukuran temperatur material pada kiln

I.3. BATASAN MASALAH

Agar pembahasan masalah dalam Karya Akhir ini tidak terlalu meluas,

penulis membatasi ruang lingkup pembahasan Karya Akhir hanya kepada

beberapa hal yaitu :

1. Hanya membahas prinsip kerja dari Sensor Pyrometer ARDOCOL MP.

2. Tidak membahas secara detail alat-alat pendukung proses pengontrolan dan

fungsi peralatan tersebut pada pengontrolan temperature.

3. Permasalahan dalam pembacaan temperatur oleh Sensor Pyrometer.

4. Tidak membahas perhitungan secara detail.

I.4. METODE PEMBAHASAN

Metode Pembahasan yang dipergunakan dalam penulisan Karya Akhir ini

antara lain sebagai berikut :

Page 13: PENGGUNAAN SENSOR PYROMETER SEBAGAI ALAT …rwulandari.blog.uns.ac.id/files/2011/11/jurnal-pemuaian-panjang.pdfSuriadi Ginting : Penggunaan Sensor Pyrometer Sebagai Alat Untuk Mengukur

Suriadi Ginting : Penggunaan Sensor Pyrometer Sebagai Alat Untuk Mengukur Temperatur Material Pada Kiln (Aplikasi PT. Semen Padang), 2009.

1. Dengan mempelajari teori dan pengamatan langsung selama Kerja

Praktek (KP) serta melakukan diskusi dengan pembimbing lapangan dan

juga operator lapangan.

2. Mengambil bahan-bahan dan data-data dari berbagai sumber referensi

seperti : buku-buku referensi, artikel, brosur dan sebagainya.

3. Melakukan diskusi dengan Dosen Pembimbing.

4. Dengan cara studi kepustakaan.

I.5. SISTEMATIK PENULISAN

Untuk mempermudah pembahsan dalam Karya Akhir ini, maka penulis

membuat suatu sistematika pembahsan. Sistematika pembahsan ini merupakan

urutan bab demi bab. Adapun sistematika pembahsan tersebut adalah :

Bab I : Pendahuluan

Bab ini berisi latar belakang masalah, tujuan pembahasan, batasan

masalah, metode penulisan, dan sistematika pembahasan.

Bab II : Landasan Teori

Bab ini akan dijelaskan pengertian pengukuran, metode pengukuran,

karakteristik alat ukur, pengukuran temperatur, alat-alat pengukuran

temperatur, sistem kontol.

Page 14: PENGGUNAAN SENSOR PYROMETER SEBAGAI ALAT …rwulandari.blog.uns.ac.id/files/2011/11/jurnal-pemuaian-panjang.pdfSuriadi Ginting : Penggunaan Sensor Pyrometer Sebagai Alat Untuk Mengukur

Suriadi Ginting : Penggunaan Sensor Pyrometer Sebagai Alat Untuk Mengukur Temperatur Material Pada Kiln (Aplikasi PT. Semen Padang), 2009.

Bab III : Sensor Pyrometer (ARDOCOL MP)

Bab ini berisikan penjelasan mengenai sensor pyrometer (ARDOCOL

MP), prinsip kerja, bentuk dan kontruksi alat, cara kerja alat.

Bab IV : Pembahasan

Bab ini menjelaskan Proses pengukuran temperature, fungsi sensor

Pyrometer (ARDOCOL MP) dan data pengukuran.

Bab V : Penutup

Bab ini berisikan Kesimpulan dan Saran.

Page 15: PENGGUNAAN SENSOR PYROMETER SEBAGAI ALAT …rwulandari.blog.uns.ac.id/files/2011/11/jurnal-pemuaian-panjang.pdfSuriadi Ginting : Penggunaan Sensor Pyrometer Sebagai Alat Untuk Mengukur

Suriadi Ginting : Penggunaan Sensor Pyrometer Sebagai Alat Untuk Mengukur Temperatur Material Pada Kiln (Aplikasi PT. Semen Padang), 2009.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

II.1. PENGERTIAN PENGUKURAN

Pengukuran merupakan suatu aktifitas dan atau tindakan membandingkan

suatu besaran yang belum diketahui nilainya atau harganya terhadap besaran lain

yang sudah diketahui nilainya, misalnya dengan besaran standart. Pekerjaan

membandingkan tersebut tiada lain adalah pekerjaan pengukuran atau mengukur.

Sedangkan pembandingnya yang disebut sebagai alat ukur. Pengukuran banyak

sekali dilakukan dalam bidang teknik atau industri. Sedangkan alat ukurnya sendiri

banyak sekali jenisnya, tergantung dari banyak faktor, misalnya objek yang diukur

serta hasil yang di inginkan. Perlu diperhatikan dalam melakukan pengukuran adalah

:

1. Standart yang dipakai harus memiliki ketelitian yang sesuai dengan

standart yang telah ditentukan

2. Tata cara pengukuran dan alat yang digunakan harus memenuhi

persyaratan.

Pengetahuan yang harus dimiliki adalah bagaimana menetukan besaran yang

akan diukur, bagaimana mengukurnya dan mengetahui dengan apa besaran tersebut

harus diukur. Ketiga hal tersebut harus mutlak dimiliki oleh orang yang akan

melakukan pengukuran.

Page 16: PENGGUNAAN SENSOR PYROMETER SEBAGAI ALAT …rwulandari.blog.uns.ac.id/files/2011/11/jurnal-pemuaian-panjang.pdfSuriadi Ginting : Penggunaan Sensor Pyrometer Sebagai Alat Untuk Mengukur

Suriadi Ginting : Penggunaan Sensor Pyrometer Sebagai Alat Untuk Mengukur Temperatur Material Pada Kiln (Aplikasi PT. Semen Padang), 2009.

PANJANG ATAU BERAT

DILIHAT LANGSUNG

Pengetahuan akan alat ukur dan objek yang dihadapi adalah suatu syarat agar

pengukuran yang benar dapat dilakukan. Ini juga berati bahwa cara melakukan

pengukuran yang benar akan diperoleh, jika objek yang dihadapi dapat diketahui

disamping pengetahuan tentang prinsip kerja dari alat ukur juga harus dikuasai.

II.1.1. METODA PENGUKURAN

Dalam pengukuran dapat dilakukan dengan dua metode, yaitu :

a. Metode Pengukuran Langsung

Pengukuran diakatakan pengukuran langsung bila alat ukurnya atau

pembandingnya standard, yaitu suatu pengukuran yang mempunyai nilai standard,

misalnya ukuran panjang dan berat. [ Ir. H. Mansyur, M.Si “ Instrumentasi dan Alat

Ukur ” Departemen Perindustrian RI PTKI – Medan 2006]

Gambar. 2.1. Metode dilihat langsung

b. Metode Pengukuran Tidak Langsung

Pengukuran dikatakan tidak langsung bila pembandingnya adalah suatu yang

telah dikalibrasikan terhadap besaran standard, misalnya transmitter.

Karena sulitnya untuk mendapatkan alat ukur standar, sedangkan besaran

yang akan diukur banyak sekali macamnya, maka teknologi telah menghasilkan

Page 17: PENGGUNAAN SENSOR PYROMETER SEBAGAI ALAT …rwulandari.blog.uns.ac.id/files/2011/11/jurnal-pemuaian-panjang.pdfSuriadi Ginting : Penggunaan Sensor Pyrometer Sebagai Alat Untuk Mengukur

Suriadi Ginting : Penggunaan Sensor Pyrometer Sebagai Alat Untuk Mengukur Temperatur Material Pada Kiln (Aplikasi PT. Semen Padang), 2009.

banyak cara untuk menghasilkan alat ukur tidak langsung. Berdasarkan pada

peranan dalam fungsinya dapat dibedakan :

a. Alat ukur penunjuk : misalnya ammeter, voltmeter, termometer, dan

lain-lain.

b. Alat ukur perekan/rekorder : misalnya rekorder temperatur, rekorder

tekanan dan lain-lain.

c. Alat ukur pengendali : misalnya pengendali temperatur (thermostat)

pada pemanas air, strika listrik dan lain-lain.

Gambar. 2.2. Metode tidak langsung

[Ir. H. Mansyur, M.Si “ Instrumentasi dan Alat Ukur ” Departemen Perindustrian RI

PTKI – Medan 2006]

Page 18: PENGGUNAAN SENSOR PYROMETER SEBAGAI ALAT …rwulandari.blog.uns.ac.id/files/2011/11/jurnal-pemuaian-panjang.pdfSuriadi Ginting : Penggunaan Sensor Pyrometer Sebagai Alat Untuk Mengukur

Suriadi Ginting : Penggunaan Sensor Pyrometer Sebagai Alat Untuk Mengukur Temperatur Material Pada Kiln (Aplikasi PT. Semen Padang), 2009.

II.1.2. KARAKTERISTIK ALAT UKUR

Mengetahui karakteristik alat ukur adalah penting agar pekerjaan pengukuran

secara menyeluruh (persiapan, pelaksanaan dan analisis) dapat diandalkan

keberhasilannya. Seseorang tidak akan dapat merancang pengukuran

dengan benar tanpa mengetahui arti karakteristik dari alat ukur. Beberapa

karakteristik penting dari alat ukur adalah:

a. Ketelitian atau Keseksamaan (Accuracy)

Ketelitian atau accuracy didefenisikan sebagai ukuran seberapa jauh hasil

pengukuran mendekati harga sebenarnya. Ukuran ketelitian sering dinyatakan

dengan dua cara, atas dasar perbedaan atau kesalahan (error) terhadap harga yang

sebenarnya, yaitu [Ir. H. Mansyur, M.Si “ Instrumentasi dan Alat Ukur ”

Departemen Perindustrian RI PTKI – Medan 2006] :

- Kesalahan terhadap harga sebenarnya dalam proses :

- Kesalahan dalam persen terhadap skala penuh, yaitu ;

b. Kecermatan atau Keterulangan (Precision/Repeatibility)

Adalah yang menyatakan seberapa jauh alat ukur dapat mengulangi hasilnya

untuk harga yang sama. Dengan kata lain, alat ukur belum tentu akan dapat

memberikan hasil yang sama jika diulang, meskipun harga besaran yang diukur

tidak berubah.

%100arg

argarg×

−=

sebenarnyaahsebenarnyaahterukuraheh

%100argarg×

−=

maksimumskalasebenarnyaahterukuraheh

Page 19: PENGGUNAAN SENSOR PYROMETER SEBAGAI ALAT …rwulandari.blog.uns.ac.id/files/2011/11/jurnal-pemuaian-panjang.pdfSuriadi Ginting : Penggunaan Sensor Pyrometer Sebagai Alat Untuk Mengukur

Suriadi Ginting : Penggunaan Sensor Pyrometer Sebagai Alat Untuk Mengukur Temperatur Material Pada Kiln (Aplikasi PT. Semen Padang), 2009.

Hal diatas berarti bahwa jika suatu mikrometer menghasilkan angka 0,0002

mm, dan hasil yang sama akan diperoleh kembali meskipun pengukuran diulang-

ulang, dikatakan bahwa mikrometer tersebut sangat cermat.

c. Resolusi

Resolusi adalah nilai perubahan terkecil yang dapat dirasakan oleh alat ukur.

Sebagai contoh : suatu timbangan pada jarum penunjuk yang menunjukkan

perubahan 0,1 gram (terkecil yang dapat dilihat) maka dikatakan bahwa resolusi

dari timbangan tersebut adalah 0,1 gram. Harga resolusi sering dinyatakan pula

dalam persen skala penuh.

d. Sensitivitas (Sensitifity)

Sensitifitas adalah ratio antara perubahan pada output terhadap perubahan

pada input. Pada alat ukur yang linier, sensitivitas adalah tetap. Dalam beberapa hal

harga sensitivitas yang besar menyatakan pula keunggulan dari alat ukur yang

bersangkutan. Alat ukur yang terlalu sensitif adalah sangat mahal, sementara belum

tentu bermanfaat untuk maksud yang kita inginkan.

II.2. PENGUKURAN TEMPERATUR

Temperatur adalah jumlah atau besarnya kandungan energi dalam bentuk

panas. Adapun beberapa jenis alat ukur temperatur yang digunakan dalam kehidupan

masyarakat atau industri semua fungsinya sama yaitu mengukur temperatur tetapi

penggunaannya berbeda

Page 20: PENGGUNAAN SENSOR PYROMETER SEBAGAI ALAT …rwulandari.blog.uns.ac.id/files/2011/11/jurnal-pemuaian-panjang.pdfSuriadi Ginting : Penggunaan Sensor Pyrometer Sebagai Alat Untuk Mengukur

Suriadi Ginting : Penggunaan Sensor Pyrometer Sebagai Alat Untuk Mengukur Temperatur Material Pada Kiln (Aplikasi PT. Semen Padang), 2009.

II.2.1 TERMOMETER AIR RAKSA

Prinsip kerja berdasarkan perubahan temperatur menyebabkan perubahan

volume, agar perubahan volume tersebut dapat tampak lebih jelas (lebih sensitif)

maka digunakan reservoir dan kapiler.

Umumnya bila suatu aliran dipanaskan maka volumenya akan bertambah

menurut hubungan [Ir. H. Mansyur, M.Si “ Instrumentasi I & II” Fakultas Teknik

Program D-IV USU – Medan 2005] :

Vt = Vo + (1 + β Δt)

Dimana :

Vt = volume panjang termometer

Vo = volume mula

Δt = perubahan temperatur

β = koefisien muai volume dari cairan

Gambar 2.3. termometer air raksa

[Ir. H. Mansyur, M.Si “ Instrumentasi I & II” Fakultas Teknik Program D-IV USU –

Medan 2005]

Page 21: PENGGUNAAN SENSOR PYROMETER SEBAGAI ALAT …rwulandari.blog.uns.ac.id/files/2011/11/jurnal-pemuaian-panjang.pdfSuriadi Ginting : Penggunaan Sensor Pyrometer Sebagai Alat Untuk Mengukur

Suriadi Ginting : Penggunaan Sensor Pyrometer Sebagai Alat Untuk Mengukur Temperatur Material Pada Kiln (Aplikasi PT. Semen Padang), 2009.

II.2.2. TERMOMETER BIMETAL

Dua buah logam dengan koefisien muai panjang berbeda, dan diletakkan

berdasarkan bersama-sama. Karena satu logam mempunyai koefisian muai panjang

yang lebih besar, maka kenaikan temperatur akan ditunjukan oleh penyimpangan

(defleksi) dari bimetal. Penurunan temperatur akan disertai dengan gerakan pada

arah yang berlawanan. Umumnya bila suatu batang dipanaskan maka akan terjadi

pertambahan panjang. [Ir. H. Mansyur, M.Si “ Instrumentasi I & II” Fakultas Teknik

Program D-IV USU – Medan 2005]

Lt = Lo (1 + α Δt)

Dimana :

Lo = panjang mula

α = koefisien muai panjang

Δt = perubahan temperatur

Lt = panjang pada temperatur t

Suatu batang bimetal yang mula-mula lurus pada temperatur To, akan

melengkung bila temperatur diubah menjadi T. Jari-jari lengkungan akan mengikuti

rumus empiris.[ Ir. H. Mansyur, M.Si “ Instrumentasi I & II” Fakultas Teknik

Program D-IV USU – Medan 2005]

r =

6(αA – αB)(T – To)(1 + m)2

t[3(1 + m) 2 + (1 + m)(m2 + 1/mn)]

Page 22: PENGGUNAAN SENSOR PYROMETER SEBAGAI ALAT …rwulandari.blog.uns.ac.id/files/2011/11/jurnal-pemuaian-panjang.pdfSuriadi Ginting : Penggunaan Sensor Pyrometer Sebagai Alat Untuk Mengukur

Suriadi Ginting : Penggunaan Sensor Pyrometer Sebagai Alat Untuk Mengukur Temperatur Material Pada Kiln (Aplikasi PT. Semen Padang), 2009.

Dimana :

r = jari-jari lengkungan yang terjadi

t = tebal total kedua pelat

m = perbandingan tebal pelat terhadap A

n = perbandingan modolus elastisitas bahan A terhadap B

αA dan αB = masing-masing koefisien muai panjang bahan A dan B

T = temperatur pada waktu terjadi pelengkungan

(temperatur yang diukur /ditunjukkan) [0C]

To = temperatur pada waktu kedua pelat diletakkan

(pada waktu pelat tidak melengkung) [0C]

Untuk mendapatkan sensitivitas yang lebih besar, diusahakan agar metal B

mempunyai αA yang sekecil mungkin dan metal A yang sebesar mungkin. Contohnya

: invar (campuran besi-nikel) dengan koefisien muai kecil, paduan kuningan atau

nikel dengan koefisien muai besar. Bimetal ini selain pengukur temperatur sering

pula digunakan sebaggai elemen kontrol pada sistem pengontrol temperatur (pada

kontroler jenis on-off).

Kontruksi antar lain :

• Spiral

• Bentuk U

• Washwr

• Helik

• Helik ganda

Page 23: PENGGUNAAN SENSOR PYROMETER SEBAGAI ALAT …rwulandari.blog.uns.ac.id/files/2011/11/jurnal-pemuaian-panjang.pdfSuriadi Ginting : Penggunaan Sensor Pyrometer Sebagai Alat Untuk Mengukur

Suriadi Ginting : Penggunaan Sensor Pyrometer Sebagai Alat Untuk Mengukur Temperatur Material Pada Kiln (Aplikasi PT. Semen Padang), 2009.

Gambar 2.4. termometer bimetal

[Ir. H. Mansyur, M.Si “ Instrumentasi I & II” Fakultas Teknik Program D-IV USU –

Medan 2005]

II.2.3. TERMOKOPEL

Termokopel terdiri dari sambungan (junction) dari dua logam yang berbeda.

Pada sambungan ini terdapat tegangan listrik yang tergantung temperatur junction.

Perubahan temperatur akan memberikan harga tegangan yang berubah pula.

Pada termokopel terdapat 3 efek yang saling berkaitan yaitu :

1. efek Seebeck

Bila dua buah logam yang berbeda dan dihubungkan pada gambar 2.4

maka akan timbul tegangan listrik antara kedua terminal yang besarnya

tergantung pada temperatur pada junctionnya (temperatur pada titik

hubungan antara kedua logam tersebut).

Page 24: PENGGUNAAN SENSOR PYROMETER SEBAGAI ALAT …rwulandari.blog.uns.ac.id/files/2011/11/jurnal-pemuaian-panjang.pdfSuriadi Ginting : Penggunaan Sensor Pyrometer Sebagai Alat Untuk Mengukur

Suriadi Ginting : Penggunaan Sensor Pyrometer Sebagai Alat Untuk Mengukur Temperatur Material Pada Kiln (Aplikasi PT. Semen Padang), 2009.

2. Efek Peltier

Bila pada junction tersebut mengalir arus listrik maka tegangan listrik

yang terjadi tadi akan berubah naik atau turun tergantung dari arah arus

listrik yang mengalir pada junction tersebut.

3. Efek Thomson

Bila sepanjang logam tersebut terdapat gradien temperatur maka

besarnya tegangan tersebut juga akan berubah.

II.2.4. PYROMETER

Suatu benda yang panas akan memancarkan radiasi(panas) dan cahaya ke

sekelilingnya. Mungkin tinggi temperatur benda tersebut makin besar radiasi dan

intensitas cahaya yang dipancarkan. Besarnya radiasi dan intensitas cahaya ini

tergantung dari temperatur benda dan dari warna atau panjang gelombang sinar yang

dipancarkan. Dengan mengukur radiasi total atau radiasi pada salah satu panjang

gelombang, maka temperatur benda akan dapat ditentukan.

Pyrometer adalah suatu alat yang dapat menentukan temperatur benda

dengan jalan mengukur besarnya radiasi total atau radiasi pada salah satu panjang

gelombang. Atas dasar kedua prinsip ini dikenal dua macam pyrometer.

1. Pyrometer Radiasi

Penentuan temperatur dilakukan dengan mengukur radiasi total yang

dipancarkan oleh benda tersebut (lihat gambar 2.5)

pengukuran radiasi dilakukan dengan sensor panas seperti termokopel, termistor ,

dan lain-lain, radiasi yang datang diubah menjadi panas dan akan menaikkan

Page 25: PENGGUNAAN SENSOR PYROMETER SEBAGAI ALAT …rwulandari.blog.uns.ac.id/files/2011/11/jurnal-pemuaian-panjang.pdfSuriadi Ginting : Penggunaan Sensor Pyrometer Sebagai Alat Untuk Mengukur

Suriadi Ginting : Penggunaan Sensor Pyrometer Sebagai Alat Untuk Mengukur Temperatur Material Pada Kiln (Aplikasi PT. Semen Padang), 2009.

temperatur dari sensor. Atau sebuah sel peka cahaya mengubah energi cahaya

menjadi besaran listrik.

Gambar 2.5. skema diagram pyrometer

[Ir. H. Mansyur, M.Si “ Instrumentasi I & II” Fakultas Teknik Program D-IV USU –

Medan 2005]

2. Pyrometer Optik

Penentuan tempertur dilakukan dengan mengukur radiasi pada salah satu

warna (panjang gelombang) lihat gambar 2.6. Pyrometer optik bekerja berdasarkan

pengukuran radiasi pada suatu panjang gelombang tertentu. Radiasi ini dinyatakan

oleh terang benda tersebut pada warna yang sesuai dengan panjang gelombang.

Pengukuran terang benda ini dilakukan dengan cara membandingkan dengan suatu

lampu standard yang terangnya dapat diatur. Dengan mengatur arus yang melalui

lampu, filamen dari lampu dapat dibuat sama terang dengan benda

yang akan diukur temperaturnya. Bila terang filamen dan benda telah sama maka

keduanya akan terlihat baur menjadi satu. Bila temperatur salah satu lebih tinggi

maka akan terlihat berbeda, seperti dapat dilihat paada gambar 2.6, besarnya arus

Page 26: PENGGUNAAN SENSOR PYROMETER SEBAGAI ALAT …rwulandari.blog.uns.ac.id/files/2011/11/jurnal-pemuaian-panjang.pdfSuriadi Ginting : Penggunaan Sensor Pyrometer Sebagai Alat Untuk Mengukur

Suriadi Ginting : Penggunaan Sensor Pyrometer Sebagai Alat Untuk Mengukur Temperatur Material Pada Kiln (Aplikasi PT. Semen Padang), 2009.

yang melalui filamen lampu dapat langsung dikalibrasi menjadi temperatur dari

benda.

Faktor yang mempengaruhi ketelitian pengukuran :

a. jarak dan ukuran dari target area

b. penyerapan radiasi oleh media udara, lensa dan lain-lain

c. sensivitas dari mata dalam membedakan terang.

Gambar 2.6. skema diagram optical pyrometer

[Ir. H. Mansyur, M.Si “ Instrumentasi I & II” Fakultas Teknik Program D-IV USU –

Medan 2005]

II.3. Sistem Kontrol

Sistem kontrol telah memegang peranan yang sangat penting dalam

perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi. Sistem kontrol telah menjadi bagian

yang penting dan terpadu dari proses-proses dalam pabrik dan industri

modern. Misalnya, kontrol otomatis dalam kontrol numerik dari mesin alat-alat

bantu di industri manufaktur. Selain itu sistem kontrol juga merupakan bagian yang

penting dalam operasi industri seperti pengontrolan level, suhu, kelembaban,

viskositas, dan arus dalam industri proses.

Page 27: PENGGUNAAN SENSOR PYROMETER SEBAGAI ALAT …rwulandari.blog.uns.ac.id/files/2011/11/jurnal-pemuaian-panjang.pdfSuriadi Ginting : Penggunaan Sensor Pyrometer Sebagai Alat Untuk Mengukur

Suriadi Ginting : Penggunaan Sensor Pyrometer Sebagai Alat Untuk Mengukur Temperatur Material Pada Kiln (Aplikasi PT. Semen Padang), 2009.

II.3.1. Pengertian Sistem Kontrol

Sistem kontrol adalah suatu sistem yang terdiri dari beberapa komponen atau

elemen pendukung yang digunakan untuk nilai variabel sistem yang dikontrol dan

menerapkan variabel tersebut kedalam sistem untuk mengoreksi atau membatasi

penyimpangan nilai yang di ukur dari nilai yang dikehendaki.

II.3.2. Pengertian Sistem Kontrol Otomatis

Sistem kontrol otomatis adalah sistem sistem kontrol umpan balik dengan

acuan masukan atau keluaran yang dikehendaki dapat konstan atau berubah secara

perlahan dengan berjalan nya waktu dan tugas utamanya adalah menjaga keluaran

sebenarnya berada pada nilai yang dikehendaki dengan adanya gangguan. Banyak

contoh sistem otomatis, beberapa diantaranya adalah pengaturan otomatis tegangan

pada “plant” daya listrik ditengah-tengah adanya variasi beban daya listrik dan

kontrol otomatis tekanan, kekentalan dan suhu dari proses kimiawi.

II.3.3. Sistem Kontrol Rangkain Terbuka Dan Rangkaian Tertutup

Sistem kontrol rangkaian terbuka (open loop control system) merupakan

sistem yang keluaranya tidak mempunyai pengaruh terhadap aksi kontrol. Dengan

kata lain, sistem kontrol rangkaian terbuka keluaranya tidak dapat digunakan sebagai

perbandingan umpan balik dengan masukan. Suatu contoh sederhana adalah mesin

Page 28: PENGGUNAAN SENSOR PYROMETER SEBAGAI ALAT …rwulandari.blog.uns.ac.id/files/2011/11/jurnal-pemuaian-panjang.pdfSuriadi Ginting : Penggunaan Sensor Pyrometer Sebagai Alat Untuk Mengukur

Suriadi Ginting : Penggunaan Sensor Pyrometer Sebagai Alat Untuk Mengukur Temperatur Material Pada Kiln (Aplikasi PT. Semen Padang), 2009.

cuci. Perendaman, pencucian dan pembilasan dalam mesin cuci dilakukan atas basis

waktu. Mesin ini tidak mengukur sinyal keluaran yaitu tingkat kebersihan kain.

Setiap gangguan yang terjadi akan menimbulkan pengaruh yang tidak di

inginkan pada outputnya, seperti terlihat pada gambar dibawah ini [J. P. Holman,

terjemahan Ir. E. Jasjfi, M.Sc, ” Metode Pengukuran Teknik ”, Erlangga, Jakarta,

1984] :

Input Output

Gambar 2.7. diagram Blok Sistem Rangkaian Terbuka

Sistem kontrol rangkaian tertutup (closed-loop control system) merupakan

system pengendalian dimana besaran keluaran meberikan efek terhadap besaran

masukan sehingga besaran yang dikendalikan dapat dibandingkan terhadap harga

yang di inginkan melalui alat pencatat(indikator atau rekorder). Perbedaan yang

terjadi antara besaran yang dikendalikan dan penunjukan pada alat pencatat

digunakan sebagai koreksi, seperti pada gambar 2.8 dibawah ini [J. P. Holman,

terjemahan Ir. E. Jasjfi, M.Sc, ” Metode Pengukuran Teknik ”, Erlangga, Jakarta,

1984] :

Proses

Page 29: PENGGUNAAN SENSOR PYROMETER SEBAGAI ALAT …rwulandari.blog.uns.ac.id/files/2011/11/jurnal-pemuaian-panjang.pdfSuriadi Ginting : Penggunaan Sensor Pyrometer Sebagai Alat Untuk Mengukur

Suriadi Ginting : Penggunaan Sensor Pyrometer Sebagai Alat Untuk Mengukur Temperatur Material Pada Kiln (Aplikasi PT. Semen Padang), 2009.

Input + Output

-

Gambar 2.8. Diagram Blok Sistem Rangkain Tertutup

Masing-masing dari sistem kontrol baik itu loop terbuka maupun loop

tertutup mempunyai kelebihan dan kelemahan :

Kelebihan sistem loop terbuka adalah :

1. konstruksinya sederhana dan perawatannya mudah.

2. lebih murah daripada sistem kontrol loop tertutup

3. tidak ada persoalan kestabilan

4. cocok digunakan jika keluaran sulit diukur atau secara ekonomi tidak

layak. (sebagai contoh, mengusahakan suatu peralatan untuk mengukur

kualitas keluaran pemanggang roti adalah cukup mahal).

Kelemehan sistem kontrol loop terbuka adalah :

1. gangguan dan perubahan kalobrasi akan menimbulkan kesalahan,

sehingga keluaran mungkin berbeda dengan yang diinginkan.

2. untuk menjaga kualitas yang diperlukan pada keluaran diperlukan

kalibrasi ulang dari waktu ke waktu.

3. dapat digunakan pada sistem jika terdapat gangguan yang tidak dapat

diramalkan dan atau perubahan yang tidak dapat diramal pada komponen

sistem.

Sedangkan kelebihan sistem kontrol loop tertutup adalah :

Proses

Umpan Balik

Page 30: PENGGUNAAN SENSOR PYROMETER SEBAGAI ALAT …rwulandari.blog.uns.ac.id/files/2011/11/jurnal-pemuaian-panjang.pdfSuriadi Ginting : Penggunaan Sensor Pyrometer Sebagai Alat Untuk Mengukur

Suriadi Ginting : Penggunaan Sensor Pyrometer Sebagai Alat Untuk Mengukur Temperatur Material Pada Kiln (Aplikasi PT. Semen Padang), 2009.

1. tidak memerlukan kalibrasi ulang dari waktu ke waktu

2. dapat digunakan untuk komponen-komponen yang relatif kurang teliti

dan murah untuk mendapatkan pengontrolan “plant” yang diteliti.

3. dapat digunakan pada sistem jika terdapat gangguan yang tidak dapat

diramalkan dan atau perubahan yang tidak dapat diramal pada komponen

sistem.

Kelemahan sistem kontrol loop tertutup adalah :

1. kestabilan selalu merupakan persoalan utama karena cenderung terjadi

kesalahan akibat koreksi berlebih yang dapat menimbulkan osilasi pada

amplitudo konstan maupun berubah.

2. harga lebih mahal daripada sistem kontrol loop terbuka.

Page 31: PENGGUNAAN SENSOR PYROMETER SEBAGAI ALAT …rwulandari.blog.uns.ac.id/files/2011/11/jurnal-pemuaian-panjang.pdfSuriadi Ginting : Penggunaan Sensor Pyrometer Sebagai Alat Untuk Mengukur

Suriadi Ginting : Penggunaan Sensor Pyrometer Sebagai Alat Untuk Mengukur Temperatur Material Pada Kiln (Aplikasi PT. Semen Padang), 2009.

BAB III

SENSOR PYROMETER

III.1. Pengertian Sensor Pyrometer

Sensor pyrometer merupakan sebuah alat yang berfungsi untuk mengukur

temperatur material atau benda. Fungsi utama dari sensor ini sendiri hampir sama

dengan alat-alat pengukur suhu yang kita kenal seperti termometer. Namun

perbedaan sensor ini termometer adalah aplikasinya dalam mengukur temperatur.

Sensor pyrometer dapat jaga kita golongkan sebagai alat ukur non kontak.

Maksudnya adalah sensor ini dalam mengukur temperatur suatu objek atu material

tidak perlu kontak langsung dengan objek ukur. Sedangkan termometer dapat

digolongkan kedalam alat ukur kontak.

Di dunia penggunaan sensor pyrometer ini telah banyak digunakan pada

sejumlah industri atau pabrik yang membutuhkan sensor seperti ini. Diantaranya

sensor ini dipakai pada Pembangkit listrik tenaga nuklir, Pabrik pengelolahan baja,

Pabrik semen dan berbagai macam industri lainnya. Selain itu sensor ini dapat

digunakan untuk berbagai penelitian-penelitian geologi, vulkanologi dan lain-lain.

Jenis-jenis sensor pyrometer yang ada di dunia saat ini cukup banyak. Hal ini

disebabkan karena sensor ini banyak digunakan untuk berbagai macam keperluan.

Sehingga sensor pyrometer akan berbeda bentuk, tipe dan ukuran

sesuai dengan kondisii dan kebutuhan. Namun secara garis besar sensor ini

memiliki prinsip kerja yang sama walaupun ditemukan beberapa sedikit perbedaan-

perbedaan pada cara kerja sensor pyrometer ini.

Page 32: PENGGUNAAN SENSOR PYROMETER SEBAGAI ALAT …rwulandari.blog.uns.ac.id/files/2011/11/jurnal-pemuaian-panjang.pdfSuriadi Ginting : Penggunaan Sensor Pyrometer Sebagai Alat Untuk Mengukur

Suriadi Ginting : Penggunaan Sensor Pyrometer Sebagai Alat Untuk Mengukur Temperatur Material Pada Kiln (Aplikasi PT. Semen Padang), 2009.

Penggunaan sensor pyrometer ini pada proses pembuatan semen di PT.

Semen Padang adalah untuk memonitor temperatur material semen yang dibakar di

dalam Kiln. Tujuan memonitor ini adalah untuk mendeteksi pembakaran material

secara sempurna agar klinker yang dihasilkan dari kiln sesuai dengan yang

diinginkan. Selain itu sensor tersebut juga dapat mendeteksi jumlah kadar air yang

terkandung didalam Kiln serta mendeteksi besar nyala api yang digunakan untuk

membakar material dalam Kiln.

Prinsip kerja sensor pyrometer ini dalam mengukur temperatur adalah

dengan menangkap radiasi inframerah yang dipancarkan oleh benda atau material.

Radiasi inframerah tersebut akan ditangkap dan diserap oleh sensor pyrometer untuk

dirubah menjadi setuan fisis yang berupa arus atau sinyal analog untuk diteruskan ke

ruang kontrol. Hasil pengukuran atau pendeteksi sensor ini akan berbentuk sebuah

grafik. Hasil pengukuran dari sensor pyrometer ini sangat diperlukan sekali dalam

proses produksi semen pada Kiln.

Dengan adanya sensor pyrometer ini maka dapat memudahkan kita dalam

mengetahui tinggi atau rendahnya temperatur material semen tanpa harus

mengambil sampel secara langsung. Tanpa sensor pyrometer ini kita tidak dapat

mengetahui secara detail hasil pembakaran material secara baik. Jika kita tidak dapat

hasil secara detail dari lapangan atau hasil pembakaran material didalam Kiln maka

kemungkinan proses hasil yang didapat tidak akan maksimal. Klinker yang

dihasilkan kemungkinan akan berbentuk bongkahan-bongkahan atau debu-debu.

Sensor pyrometer yang digunakan dan yang diproduksi di dunia ini sangatlah

banyak. Satu sensor pyrometer akan berbeda bentuk, spesifikasi dan aplikasinya di

lapangan (tergantung dari pabrik dan kebutuhan). Jenis senor pyrometer yang

digunakan di Kiln Indarung V PT. Semen Padang adalah Pyrometer ARDOCOL MP

Page 33: PENGGUNAAN SENSOR PYROMETER SEBAGAI ALAT …rwulandari.blog.uns.ac.id/files/2011/11/jurnal-pemuaian-panjang.pdfSuriadi Ginting : Penggunaan Sensor Pyrometer Sebagai Alat Untuk Mengukur

Suriadi Ginting : Penggunaan Sensor Pyrometer Sebagai Alat Untuk Mengukur Temperatur Material Pada Kiln (Aplikasi PT. Semen Padang), 2009.

yang di produksi oleh Siemens. Jenis sensor ini dianggap cukup baik dan efisien

dalam aplikasinya di lapangan.

III.2. Prinsip kerja

Dalam mengukur tinggi atau rendahnya temperatur, sensor Pyrometer

ARDOCOL MP akan bekerja dengan cara mengukur perbandingan atau rasio

intensitas radiasi inframerah. Radiasi inframerah ini akan dirubah oleh sensor

menjadi dua buah gelombang elektromagnetik. Kedua gelombang elektromaknetik

ini akan dibandingkan dan diukur lebih lanjut oleh sensor untuk mendapatklan nilai

suhu sebuah benda atau material.

Metode ini memungkinkan untuk melakukan pengukuran secara tepat

dengan mengabaikan emisivitas atau tingkat pancaran thermal radiasi infra merah

yang sama-sama dihasilkan oleh sebuah objek atau material.

Dalam rangka pengukuran temperatur dengan sensor pyrometer ARDOCOL

MP, hasil yang akan didapat akan selalu menyimpang dari hasil pengukuran yang

dilakukan secara langsung. Namun hal tersebut tidak dapat

dikatakn bahwa hasil pengukuran sensor ini tidak akurat. Hal ini biasa terjadi pada

seluruh peralatan-peralatan manapun. Hasil pengukuran yang menyimpang ini

merupakan hasil pengukuran yang cukup ideal atau dapat dikatakan bahwa ini

merupakan sebuah kesalahan positif pada sensor yang tidak berdampak buruk pada

proses produksi.

Bagaimanapun juga sensor ini memiliki tingkat kesalahan positif yang jauh

lebih kecil dibandingkan kesalahan-kesalahan negatif yang ditemukan. Pada

Page 34: PENGGUNAAN SENSOR PYROMETER SEBAGAI ALAT …rwulandari.blog.uns.ac.id/files/2011/11/jurnal-pemuaian-panjang.pdfSuriadi Ginting : Penggunaan Sensor Pyrometer Sebagai Alat Untuk Mengukur

Suriadi Ginting : Penggunaan Sensor Pyrometer Sebagai Alat Untuk Mengukur Temperatur Material Pada Kiln (Aplikasi PT. Semen Padang), 2009.

kenyataannya sensor pyrometer ini dalam mengukur temperatur ini, sama sekali

mengabaikan atau tidak terpengaruh dengan jumlah air dan debu yang terkandung

dalam material. Air dan debu dapat mempengaruhi hasil pengukuran yang didapat.

Suatu benda atau material akan berubah warnanya dari merah gelap hingga

putih yang menyala seiring dengan naiknya temperatur. Suhu Kiln dan material

dapat dilihat dan ditentukan dari warnanya.

Kenaikan temperatur akan menyebabkan intensitas radiasi maksimum

bergerak ke arah panjang gelombang yang lebih pendek. Atas dasar hubungan antara

kenaikan temperatur dengan intensitas radiasi ini, dua buah panjang gelombang yang

memiliki intensitas yang berbeda dapat dijadikan suatu ukuran dari temperatur

material. Jika temperatur mengalami perubahan maka jarak atau

panjang intensitas radiasi maksimum juga akan berubah, akibatnya suhu yang

didapat juga akan berubah-ubah.

Pada diagram dibawah ini kita akan dapat melihat secara jelas dan singkat

bagaimana cara kerja sensor pyrometer ARDOCOL MP dalam mengukur temperatur

material di dalam Kiln. [FL Smitdth & Co, ARDOCOL MP Color Pyrometr With

Integrated Digital Electronics, Siemens, Jerman]

Page 35: PENGGUNAAN SENSOR PYROMETER SEBAGAI ALAT …rwulandari.blog.uns.ac.id/files/2011/11/jurnal-pemuaian-panjang.pdfSuriadi Ginting : Penggunaan Sensor Pyrometer Sebagai Alat Untuk Mengukur

Suriadi Ginting : Penggunaan Sensor Pyrometer Sebagai Alat Untuk Mengukur Temperatur Material Pada Kiln (Aplikasi PT. Semen Padang), 2009.

Keterangan :

1. lobjek test 11. lensa mata 2. lensa warna 12. pre amp 1 3. cermin setengah transparent 13. pre amp 2 4. pemandu cahaya 14. konverter analog ke digital 5. penerima radiasi 1 15. housing 6. penyaring indium phosphide 16. mikroprosesor 7. penerima radiasi 2 17. pengatur waktu 8. cincin peninjau 18. konverter digital ke analog 9. cermin 19. serial interface 10. lensa 20. power

Gambar 3.1. Prinsip Kerja Sensor Pyrometer 4-20mA Keterangan :

1. Lensa Warna 7. Konverter Analog ke digital 2. Cermin ½ transparent 8. Pre Amp 1 3. Pemandu Cahaya 9. Pre Amp 2 4. Penyaring indium Phosphide 10. Mikroprosesor 5. Penerima radiasi 1 11. Konverter Digital ke Analog 6. Penerima radiasi 2 12. Power Supplay DC 24 Volt

Gambar 3.2. Diagram sederhana prinsip kerja sensor pyrometer ARDOCOL MP

Dilihat dari gambar diatas , prinsip kerja sensor pyrometer dalam mengukur

suhu sebuah temperatur dimulai dari lensa pendeteksi warna (1) yang akan

menangkap pancaran radiasi inframerah dan pancaran panas yang dikeluarkan oleh

12

5 8

1 2 3 4 7 10 11

6 9

OBJECT

Page 36: PENGGUNAAN SENSOR PYROMETER SEBAGAI ALAT …rwulandari.blog.uns.ac.id/files/2011/11/jurnal-pemuaian-panjang.pdfSuriadi Ginting : Penggunaan Sensor Pyrometer Sebagai Alat Untuk Mengukur

Suriadi Ginting : Penggunaan Sensor Pyrometer Sebagai Alat Untuk Mengukur Temperatur Material Pada Kiln (Aplikasi PT. Semen Padang), 2009.

objek test. Pancaran radiasi inframerah yang memiliki gelombang elektromagnetik

akan diteruskan kesebuah cermin setengah transparant (2). Cermin setengah

transparant akan menyaring dan menguatkan pancaran radiasi inframerah yang

terpakai untuk diteruskan ke sebuah detektor yang berfungsi sebagai pemandu

cahaya (3). Pemandu cahaya ini akan membawa pancaran radiasi inframerah ke

penyaring indium phosphide (4). Besar pancaran radiasi yang dilewatkan oleh

penyaring indium phosphide + 1µm. Penyaring indium phosphide kembali

menyaring radiasi inframerah ini. Penyaring ini lebih diutamakan karena indium

phosphide ini akan mendeteksi dan membagi serta mengubah pancaran radiasi

inframerahtersebut menjadi dua buah gelombang elektromagnetik yang lebih

pendek. Panjang gelombang pertama (λ1) yang dihasilkan sebesar 0,6 µm sampai

1,0 µm. Sedangkan panjang gelombang kedua (λ2) yang dihasilkan sebesar 1,0 µm

sampai 1,2 µm. Proses penyaringan pada

indium phosphide ini juga dapat dikatakan sebagai perubahan fisis menjadi sebuah

perubahan elektrik, pancaran radiasi inframerah dirubah menjadi sebuah gelombang

elektromagnetik. Gelombang-gelombang elektromagnetik ini nantinya masing-

masing akan diteruskan ke penerima radiasi (5 & 6) untuk dirubah menjadi sinyal

listrik. Sinyal-sinyal listrik yang masih kecil tersebut akan dikuatkan oleh penguat

awal (8 & 9) untuk diteruskan kesebuah konverter analog ke digital. Kedua sinyal

listrik ini akan dirubah menjadi sinyal digital 0 & 1. ini dikarenakan agar sinyal-

sinyal tersebut dapat diproses pada sebuah mikroprosesor yang merupakan inti dari

proses kerja pyrometer dalam mengukur temperatur. Sinyal sinyal digital akan

diproses mikroprosesor seperti terlihat pada persamaan dibawah ini [FL Smitdth &

Page 37: PENGGUNAAN SENSOR PYROMETER SEBAGAI ALAT …rwulandari.blog.uns.ac.id/files/2011/11/jurnal-pemuaian-panjang.pdfSuriadi Ginting : Penggunaan Sensor Pyrometer Sebagai Alat Untuk Mengukur

Suriadi Ginting : Penggunaan Sensor Pyrometer Sebagai Alat Untuk Mengukur Temperatur Material Pada Kiln (Aplikasi PT. Semen Padang), 2009.

Co, ARDOCOL MP Color Pyrometr With Integrated Digital Electronics, Siemens,

Jerman] :

Le (λ1) ε1 Le (λ2) ε2

= f (λ1. λ2.FT)

dimana : Le (λ1) = Intensitas Radiasi panjang gelombang lebih pendek. Le (λ2) = Intensitas Radiasi panjang gelombang lebih panjang E = Emisivitas FT = Temperatur Warna λ1 = Panjang gelombang 1 (0,6 µm - 1,0 µm) λ2 = Panjang gelombang 2 (1,0 µm - 1,2 µm) Kedua gelombang elektromagnetik atau sinyal-sinyal analog yang masuk

akan dibandingkan oleh mikroprosesor. Perbandingan kedua buah gelombang

akan menghasilkan sinyal keluaran dimana sinyal keluaran tersebut memiliki nilai

yang berbeda dari kedua sinyal yang masuk ke mikroprosesor. Nilai sinyal

atau besaran sinyal ini bukanlah hasil perbandingan yang dilakukan oleh

mikroprosesor secara langsung, melainkan nilai tersebut merupakan hasil

pendekatan dari mikroprosesor yang telah diseting dengan nilai atau ketetapan yang

ada pada mikroprosesor tersebut. Sehingga kita tidak dapat menggunakan persamaan

diatas dalam menentukan hasil pengukuran secara analisis. Namaun itu berarti

bahwa hasil pengukuran yang didapat dari sensor pyrometer ini adalah tidak benar.

Kemudian setelah diproses oleh mikroprosesor, sinyal keluaran yang

berbentuk sinyal digital tersebut akan dirubah menjadi sinyal analog oleh sebuah

konverter digital ke analog. Setelah itu sinyal analok ini akan diteruskan ke ruang

Page 38: PENGGUNAAN SENSOR PYROMETER SEBAGAI ALAT …rwulandari.blog.uns.ac.id/files/2011/11/jurnal-pemuaian-panjang.pdfSuriadi Ginting : Penggunaan Sensor Pyrometer Sebagai Alat Untuk Mengukur

Suriadi Ginting : Penggunaan Sensor Pyrometer Sebagai Alat Untuk Mengukur Temperatur Material Pada Kiln (Aplikasi PT. Semen Padang), 2009.

kontrol untuk menampilkan hasil pengukuran yang didapat oleh sensor pyrometer

untuk satu kali pengkuran pada waktu yang sangat pendek. Hasil dari pengukuran ini

belum dapat diambil sebagai sebuah kesimpulan untuk menyatakan besar atau

rendahnya temperatur.

Sensor akan terus melakukan pengukuran temperatur material dan pada

akhirnya pada selang waktu yang cukup lama (jam, hari, minggu, bulan), hasil

pengukuran tersebut akan ditampilakan dalam bentuk grafik yang menampilkan

secara keseluruhan. Bentuk grafik ini akan menampilkan trend suhu yang didapat

untuk jangka waktu yang diinginkan (trend suhu per jam, trend suhu per hari, trend

suhu per minggu dan trend suhu per bulan).

Gambar 3.3 Bentuk Trend Suhu

Page 39: PENGGUNAAN SENSOR PYROMETER SEBAGAI ALAT …rwulandari.blog.uns.ac.id/files/2011/11/jurnal-pemuaian-panjang.pdfSuriadi Ginting : Penggunaan Sensor Pyrometer Sebagai Alat Untuk Mengukur

Suriadi Ginting : Penggunaan Sensor Pyrometer Sebagai Alat Untuk Mengukur Temperatur Material Pada Kiln (Aplikasi PT. Semen Padang), 2009.

III.3. Bentuk dan Konstruksi

Gambar 3.4. Pyrometer ARDOCOL MP

[FL Smitdth & Co, ARDOCOL MP Color Pyrometr With Integrated Digital

Electronics, Siemens, Jerman]

Spesifikasi Pyrometer ARDOCOL MP

Objek yang diukur : Suhu ( klingker )

Arus keluaran : 4 – 20 mA

Power supply : 24 V DC

Suhu proses : 800 – 1700 0C

Page 40: PENGGUNAAN SENSOR PYROMETER SEBAGAI ALAT …rwulandari.blog.uns.ac.id/files/2011/11/jurnal-pemuaian-panjang.pdfSuriadi Ginting : Penggunaan Sensor Pyrometer Sebagai Alat Untuk Mengukur

Suriadi Ginting : Penggunaan Sensor Pyrometer Sebagai Alat Untuk Mengukur Temperatur Material Pada Kiln (Aplikasi PT. Semen Padang), 2009.

Gambar 3.5. Konstruksi Pyrometer ARDOCOL MP Tanpa Tabung Pelindung

[FL Smitdth & Co, ARDOCOL MP Color Pyrometr With Integrated Digital

Electronics, Siemens, Jerman]

Gambar 3. 6. Terminal Hubung Pada Sensor

Page 41: PENGGUNAAN SENSOR PYROMETER SEBAGAI ALAT …rwulandari.blog.uns.ac.id/files/2011/11/jurnal-pemuaian-panjang.pdfSuriadi Ginting : Penggunaan Sensor Pyrometer Sebagai Alat Untuk Mengukur

Suriadi Ginting : Penggunaan Sensor Pyrometer Sebagai Alat Untuk Mengukur Temperatur Material Pada Kiln (Aplikasi PT. Semen Padang), 2009.

Ketrangan :

1 : Housing

Rumah atau tempat dudukan seluruh komponen yang

terdapat pad komponen ARDOCOL MP (terbuat dari bahan

alumenium)

2 : Ring Bulat

Penahan pengompres

3 : Compressing gland

mengepres

4 : insulating hose

5 : Kabel penyeratan (Cable lug)

6 : Kontak soket (Insulating hose)

7 : Soket assembly

8 : konter (countersunk screw M3 x 6)

9 : kabel penghubung

Gambar 3. keterpasangan sensor pyrometer

Page 42: PENGGUNAAN SENSOR PYROMETER SEBAGAI ALAT …rwulandari.blog.uns.ac.id/files/2011/11/jurnal-pemuaian-panjang.pdfSuriadi Ginting : Penggunaan Sensor Pyrometer Sebagai Alat Untuk Mengukur

Suriadi Ginting : Penggunaan Sensor Pyrometer Sebagai Alat Untuk Mengukur Temperatur Material Pada Kiln (Aplikasi PT. Semen Padang), 2009.

BAB IV

PENGAMATAN DATA DAN ANALISA DATA

IV. 1 Pengamatan

IV. 1.1 Proses Pengolahan Bahan Baku di Pabrik Semen Padang

Proses dari system ini adalah :

1. Penggilingan bahan baku

2. Homoginesasi

3. pembakaran Raw mix menjadi Klinker

4. Penggilingan klinker menjadi semen

IV. 1. 2 Penggilingan Bahan Baku Menjadi Raw Mix

Pertama-tama prosesnya adalah bahan / material dari storage diteruskan ke

dosimat feeder, kemudian dari dosimat feeder diteruskan ke vertical mill dan dari

vertical mill diteruskan ke penggilingan, dari penggilingan menghasilkan yang halus

dan yang kasar. Hasil yang halus diteruskan ke klasifayer, dari klasifayer diteruskan

ke silo raw mix. Kemudian hasil yang kasar kembali ke vertical mill dengan alat

transfortasi U16 kemudian diteruskan ke penggilingan, begitu seterusnya sampai

menghasilkan raw mix kehalusannya ditentukan.

IV. 1. 3 Homogenisasi

Homoginesasi dilakukan untuk mendapatkan kwalitas semen yang baik, agar

bahan baku menjadi merata dan homogen.

Page 43: PENGGUNAAN SENSOR PYROMETER SEBAGAI ALAT …rwulandari.blog.uns.ac.id/files/2011/11/jurnal-pemuaian-panjang.pdfSuriadi Ginting : Penggunaan Sensor Pyrometer Sebagai Alat Untuk Mengukur

Suriadi Ginting : Penggunaan Sensor Pyrometer Sebagai Alat Untuk Mengukur Temperatur Material Pada Kiln (Aplikasi PT. Semen Padang), 2009.

IV. 1. 4 Pembakaran Raw mix menjadi Klinker

Pertama masuk ke hopper dengan alat transportasi 5W1A01 solid feeder, dari

solid feeder dibawa dengan alat transfor air seuice kemudian masuk ke elevator

5W1A01, dari air seuice dipisahkan menjadi 2 bagian. Salah satunya, yang pertama

masuk ke string A & B terus ke siklon preheater, kemudian masuk ke kiln, dan dari

kiln terjadilah proses pembakaran, di dalam proses pembakaran temperature harus

dikontrol sesuai dengan yang di inginkan. Karena besar kecilnya temperature

mempengaruhi kwalitas material, Sehingga digunakan Sensor Pyrometer

ARDOCOL MP.

Penggunaan Sensor Pyrometer tipe ARDOCOL MP pada pengukuran

temperature material pada kiln di indarung V PT. Semen Padang digunakan untuk

mengukur besar kecilnya temperatur material di kiln. Dan hasil pengukuran berupa

sinyal elektrik 4-20 mA yang mewakili pengukuran 800 -1700 0C. dimana hasil

pengukurannya dilihat dari ruang control.

IV. 2 Pembahasan

Prinsip kerja sensor pyrometer ini dalam mengukur temperatur adalah

dengan menangkap radiasi inframerah yang dipancarkan oleh benda atau material.

Radiasi inframerah tersebut akan ditangkap dan diserap oleh sensor

pyrometer untuk dirubah menjadi setuan fisis yang berupa arus atau sinyal analog

untuk diteruskan ke ruang kontrol. Hasil pengukuran atau pendeteksi sensor ini akan

Page 44: PENGGUNAAN SENSOR PYROMETER SEBAGAI ALAT …rwulandari.blog.uns.ac.id/files/2011/11/jurnal-pemuaian-panjang.pdfSuriadi Ginting : Penggunaan Sensor Pyrometer Sebagai Alat Untuk Mengukur

Suriadi Ginting : Penggunaan Sensor Pyrometer Sebagai Alat Untuk Mengukur Temperatur Material Pada Kiln (Aplikasi PT. Semen Padang), 2009.

berbentuk sebuah grafik. Hasil pengukuran dari sensor pyrometer ini sangat

diperlukan sekali dalam proses produksi semen pada Kiln.

Dalam rangka pengukuran temperatur dengan sensor pyrometer ARDOCOL

MP, hasil yang akan didapat akan selalu menyimpang dari hasil pengukuran yang

dilakukan secara langsung. Namun hal tersebut tidak dapat dikatakan bahwa hasil

pengukuran sensor ini tidak akurat. Hal ini biasa terjadi pada seluruh peralatan-

peralatan manapun. Hasil pengukuran yang menyimpang ini merupakan hasil

pengukuran yang cukup ideal atau dapat dikatakan bahwa ini merupakan sebuah

kesalahan positif pada sensor yang tidak berdampak buruk pada proses produksi.

IV. 2.1 Data Pengukuran

Penggunaan sensor pyrometer (ARDOCOL MP) antara 800 – 1700 0C. Yang

berarti apabila temperature 800 0C maka keluaran adalah 4mA, dan apabila

temperature pada kiln 1700 0C maka keluarannya adalah 20mA. Untuk itu dapat

dilihat pada table 4.1 dibawah ini.

Page 45: PENGGUNAAN SENSOR PYROMETER SEBAGAI ALAT …rwulandari.blog.uns.ac.id/files/2011/11/jurnal-pemuaian-panjang.pdfSuriadi Ginting : Penggunaan Sensor Pyrometer Sebagai Alat Untuk Mengukur

Suriadi Ginting : Penggunaan Sensor Pyrometer Sebagai Alat Untuk Mengukur Temperatur Material Pada Kiln (Aplikasi PT. Semen Padang), 2009.

Sensor Pyrometer

Tempat Pembakara

Proses Central Unit

Table 4.1 pengukuran temperatur

Temperatur

0C

Arus

(I) mA

800 4

890 5,6

980 7,2

1070 8,8

1160 10,4

1250 12

1340 13,6

1430 15,2

1520 16,8

1610 18,8

1700 20

IV.2.2 Gambar Blok Diagram Sistem Pengendalian

input - output

+

Gambar 2.1 Gambar Blok Diagram Sistem Pengendalian

Page 46: PENGGUNAAN SENSOR PYROMETER SEBAGAI ALAT …rwulandari.blog.uns.ac.id/files/2011/11/jurnal-pemuaian-panjang.pdfSuriadi Ginting : Penggunaan Sensor Pyrometer Sebagai Alat Untuk Mengukur

Suriadi Ginting : Penggunaan Sensor Pyrometer Sebagai Alat Untuk Mengukur Temperatur Material Pada Kiln (Aplikasi PT. Semen Padang), 2009.

Dari gambar blok diatas kita dapat melihat bahwa temperatur yang berada

dalam proses harus dijaga kesetabilannya, dimana temperatur yang di inginkan

adalah 1400 0C. jika temperatur jauh tidak mencapai dari harga yang diinginka maka

yang harus dilakukan adalah menambah bahan bakar sampai mencapai 1400 0C,

tetapi jika temperature melebihi dari harga yang diinginkan maka harus dilakukan

adalah mengurangi bahan bakar.

Apabila kurang dari 1400 0C maka ketahanan semen tidak bagus, namun jika

temperatur melebihi dari 1400 0C ketahanan semen sangat bagus tetapi memakan

bahan bakar yang sangat banyak, sehingga dibutuhkan sensor pyrometer

ARDOCOL MP untuk mendeteksi besar temperatur yang berada dalam kiln. Jika

hasil pengukuran termperatur menyimpang tidak jauh dari besar temperatur yang

diinginkan maka itu tidak mempengaruhi hasil pengukuran

IV.3 Permasalahan Sensor Pyrometer ARDOCOL MP

Beberapa permasalahan yang terjadi dilapangan yang mengakibatkan tidak

akuratnya pembacaan temperatur oleh sensor pyrometer antara lain :

• Tertutupnya lensa detector warna oleh material. Hal ini sering terjadi karena

posisi sensor berada pada bagian ujung Kiln yang berlawanan dengan arah

datangnya material. Namun tertutupnya lensa detector ini biasanya akan

lepas sendirinya seiring dengan perputaran Kiln. Hal ini tidak terlalu

mempengaruhi hasil pengukuran secara keseluruhan.

Page 47: PENGGUNAAN SENSOR PYROMETER SEBAGAI ALAT …rwulandari.blog.uns.ac.id/files/2011/11/jurnal-pemuaian-panjang.pdfSuriadi Ginting : Penggunaan Sensor Pyrometer Sebagai Alat Untuk Mengukur

Suriadi Ginting : Penggunaan Sensor Pyrometer Sebagai Alat Untuk Mengukur Temperatur Material Pada Kiln (Aplikasi PT. Semen Padang), 2009.

• Panas Kiln yang mempengaruhi kondisi fisik dari sensor. Seperti yang telah

dijelaskan bahwa Sensor Pyrometer dirancang untuk dapat bekerja pada

apapun juga. Namun berarti sensor ini tidak mempunyai kelemahan. Sensor

ini merupakan alat elektronik buatan yang tentu saja memiliki kelemahan.

Salah satunya sensor ini seperti alat-alat elektronik lainnya akan mengalami

keausan atau komponen yang tidak sensitif dan tidak normal lagi dalam

bekerja. Keausan biasanya cepat terjadi karena sering dipakai dan posisi

yang tidak ideal seperti pada ujung kiln yang sangat panas. Walaupun sensor

pelindung atau sarung yang sangat kuat dan anti panas dan tekanan. Namaun

sensor itu sendiri itu sendiri tidak tahan dengan panas yang sangat tinggi.

Akibatnya pada suatu saat sensor akan mengalami kerusakan dan ini akan

mengakibatkan kesalahan pembacaan temperatur. Untuk Air Compressor

(pendingin udara) bertekanan harus dicek setiap waktu.

• Kabel-kabel penghubung sensor dengan terminal I/O yang tidak terpasang

atau terlepas. Hal ini biasanya terjadi secara tidak sengaja ketika operator

atau teknisi melekukan perawatan dan pembersihan sensor. Untuk itu

ketelitian dalam bekerja sangat penting guna menjaga kondisi peralatan dan

keselamatan teknisi-teknisi itu sendiri.

• Terjadi tumpuka n material pada Hole sensor pyrometer ARDOCOL MP

yang disebabkan oleh kemiringan sudut pemasangan dan terjadi over

pressure pada saat up normal operasi Kiln

Page 48: PENGGUNAAN SENSOR PYROMETER SEBAGAI ALAT …rwulandari.blog.uns.ac.id/files/2011/11/jurnal-pemuaian-panjang.pdfSuriadi Ginting : Penggunaan Sensor Pyrometer Sebagai Alat Untuk Mengukur

Suriadi Ginting : Penggunaan Sensor Pyrometer Sebagai Alat Untuk Mengukur Temperatur Material Pada Kiln (Aplikasi PT. Semen Padang), 2009.

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

V.1 KESIMPULAN

Dalam penulisan Karya Akhir ini kesimpilan yang dapat diambil oleh penulis

adalah beberapa hal yaitu :

1. Sensor pyrometer ARDOCOL MP adalah suatu alat yang berfungsi untuk

mengukur besar temperature padat, dengan menangkap pancaran radiasi

inframerah dan pancaran panas yang dikeluarkan oleh objek.

2. Hasil pengukuran temperatur material 800 – 1700 0C pada kiln akan

menghasilkan keluaran berupa sinyal listrik dalam besaran arus 4 mA – 20

mA, yang apabila temperature yang diukur 800 0C maka arus keluarannya 4

mA dan apabila yang terukur 1700 0C maka arus keluarannya 20 mA.

3. Data pengukuran dalam bentuk tren suhu :

• Jika temperatur menurun didalam pembakaran dalam pada kiln maka

tahap pertama yang dilakukan adalah menambah bahan bakar di dalam

ruang bakar. Begitu juga sebaliknya jika temperature terlalu tinggi maka

yang harus dilakukan adalah mengurangi bahan bakar dan menambah

volume air.

Page 49: PENGGUNAAN SENSOR PYROMETER SEBAGAI ALAT …rwulandari.blog.uns.ac.id/files/2011/11/jurnal-pemuaian-panjang.pdfSuriadi Ginting : Penggunaan Sensor Pyrometer Sebagai Alat Untuk Mengukur

Suriadi Ginting : Penggunaan Sensor Pyrometer Sebagai Alat Untuk Mengukur Temperatur Material Pada Kiln (Aplikasi PT. Semen Padang), 2009.

V.2 SARAN

Adapun saran yang dapat diberikan penulis pada penulisan Karya Akhir ini

yaitu :

1. Hal-hal yang perlu diperhatikan pada pemasangan sensor Pyrometer

adalah letak dan jarak keterpasangan Sensor Pyrometer ARDOCOL MP

pada kiln yang digunakan karena dapat menyebabkan kesalahan pada

pengukuran temperatur material yang ada pada kiln tersebut.

2. melakukan perawatan berkala alat secara teratur. Hal yang perlu

diperhatikan adalah kebersihan peralatan, terutama sensor yang langsung

berhubungan dengan material. Karena debu sering lengket pada sensor

tersebut, jadi harus dibersihkan secara berkala.

3. untuk mengawasi agar proses pengukuran temperatur material pada kiln

berjalan dengan baik, maka sebaiknya diperlukan operator yang bertugas

untuk mengawasi jalannya proses tersebut.

Page 50: PENGGUNAAN SENSOR PYROMETER SEBAGAI ALAT …rwulandari.blog.uns.ac.id/files/2011/11/jurnal-pemuaian-panjang.pdfSuriadi Ginting : Penggunaan Sensor Pyrometer Sebagai Alat Untuk Mengukur

Suriadi Ginting : Penggunaan Sensor Pyrometer Sebagai Alat Untuk Mengukur Temperatur Material Pada Kiln (Aplikasi PT. Semen Padang), 2009.

DAFTAR PUSTAKA

1. FL Smitdth & Co, ARDOCOL MP Color Pyrometr With Integrated Digital

Electronics, Siemens, Jerman.

2. Ir. H. Mansyur, M.Si “ Instrumentasi I & II” Fakultas Teknik Program D-IV

USU – Medan 2005

3. Ir. H. Mansyur, M.Si “ Instrumentasi dan Alat Ukur ” Departemen Perindustrian

RI PTKI – Medan 2006

4. J. P. Holman, terjemahan Ir. E. Jasjfi, M.Sc, ” Metode Pengukuran Teknik ”,

Erlangga, Jakarta, 1984

5. www ”jenis-jenis sensor pyrometer” Robby. C. Staff Gunadarma.ac.id