Temperature Instrument

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

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

Bagaimana melakukan kalibrasi?

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

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

Pre-commissioning / Function and Loop Test

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

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

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

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

 

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