sistem termal ( temperatur )

78
SISTEM TERMAL Tujuan Penulisan Setelah mempelajari makalah ini, diharapkan pembaca akan mengerti tentang : 1. Operasi dari sebuah sistem thermal dasar. 2. Beberapa sistem termal yang digunakan di industri. 3. Bagaimana pengendalian dicapai dalam suatu sistem termal. 4. Bagaimana on-off kontrol dicapai. 5. Mengidentifikasi berbagai mode kontrol dari sistem termal. 6. Peran instrumentasi elektronik dalam sebuah sistem termal. 7. Peran termal-sistem sensor dan transduser. 8. Bagaimana radiasi infra merah digunakan untuk menentukan suhu nilai-nilai tertentu. KUNCI SYARAT Absolute gerak nol-Suhu di mana molekul yang merupakan panas berhenti. Ini terjadi pada -273 ° C. -459 ° F, 0 ° R, atau Kelvin.Agitator-Sebuah perakitan yang menyebabkan sirkulasi udara atau cairan di konveksitungku, ruang pemanasan, tong, atau kontainer.Arc-Sebuah kondisi yang terjadi ketika arus listrik antara dua elektroda dan menghasilkan panas yang hebat. Tungku-Sebuah ledakan area, terbuat dari bahan tahan api, yang menghasilkan panas ketika volume besar atau ledakan udara dipaksa ke dalam kamar sebuah. Boiler-Sebuah ruang dimana bahan bakar yang dibakar untuk menghasilkan panas dan akhirnya mengubah air menjadi uap atau air panas

Upload: andri-amanatullah

Post on 13-Aug-2015

490 views

Category:

Documents


44 download

TRANSCRIPT

Page 1: Sistem Termal ( Temperatur )

SISTEM TERMAL

Tujuan Penulisan

Setelah mempelajari makalah ini, diharapkan pembaca akan mengerti tentang :

1. Operasi dari sebuah sistem thermal dasar. 2. Beberapa sistem termal yang digunakan di industri. 3. Bagaimana pengendalian dicapai dalam suatu sistem termal. 4. Bagaimana on-off kontrol dicapai. 5. Mengidentifikasi berbagai mode kontrol dari sistem termal. 6. Peran instrumentasi elektronik dalam sebuah sistem termal. 7. Peran termal-sistem sensor dan transduser. 8. Bagaimana radiasi infra merah digunakan untuk menentukan suhu nilai-nilai tertentu.

KUNCI SYARAT

Absolute gerak nol-Suhu di mana molekul yang merupakan panas berhenti. Ini terjadi pada -273 ° C. -459 ° F, 0 ° R, atau Kelvin.Agitator-Sebuah perakitan yang menyebabkan sirkulasi udara atau cairan di konveksitungku, ruang pemanasan, tong, atau

kontainer.Arc-Sebuah kondisi yang terjadi ketika arus listrik antara dua elektroda dan menghasilkan panas yang hebat.

Tungku-Sebuah ledakan area, terbuat dari bahan tahan api, yang menghasilkan panas ketika volume besar atau ledakan udara dipaksa ke dalam kamar sebuah.

Boiler-Sebuah ruang dimana bahan bakar yang dibakar untuk menghasilkan panas dan akhirnya mengubah air menjadi uap atau air panas

Bridge-Sebuah sirkuit listrik yang digunakan untuk mengukur nilai tidak diketahui; komponennya membentuk dua jalur saat ini yang umumnya terhubung ke-Gether Di Pusat.

Konduksi-Proses dimana panas atau listrik ditransfermelalui partikel dari suatu material. Konveksi Perpindahan panas dengan arus yang bergerak dalam cairan da gas.Crucible-Sebuah kontainer yang digunakan untuk melelehkan zat yang memerlukan tinggi derajat panas.Perluasan prinsip-Penjelasan mengapa cair atau logam diperbesar bila terjadi panas.

Didenda sistem-cair, gas, atau uap, disegel dalam elemen tertutup, yang memperluas ketika mengalami panas.

Galvonometer-Sebuah alat elektromagnetik yang digunakan untuk mengukur kecil nilai-nilai saat ini.

Induktansi-properti dari sirkuit listrik yang menentang perubahan saat ini karena energi yang tersimpan dalam medan magnet.

Page 2: Sistem Termal ( Temperatur )

Pemanasan-A induktif metode pemanasan di mana logam ditempatkan di dalamgulungan kawat dan frekuensi tegangan ac tinggi diterapkan untuk koil.Kelvin (K)-Sebuah skala temperatur absolut didasarkan pada 100 Celcius unitantara titik es dan air mendidih. 0 ° C = 273,15 ° K.

Kinetik teori-Satu set ide-ide yang menangani efek gaya pada gerakan benda material atau pergerakan partikel dalam suatu zat

Cara kontrol Sebuah metode yang menyesuaikan operasi sistem dalam rangka untuk mengembalikannya ke tingkat yang diinginkan

.Multivibrator-Sebuah osilator yang menghasilkan mengulangi persegi atau persegi panjang bentuk gelombang.

Negatif suhu koefisien-A kondisi dimana nilai ini menurun pada peningkatan suhu atau meningkat dengan penurunan suhu

.Overshoot-Jumlah dimana variabel proses perubahan melebihi nilai yang diinginkan seiring perubahan terjadi pada sebuah sistem operasi.

Pirometer-Nama lain untuk indikator suhu.

Radiasi-Transmisi energi dari sumber, seperti permukaan yang panas,oleh emisigelombang elektromagnetik.

Pyrometry-A radiasi metode untuk mengukur suhu suatu benda oleh jumlah energi panas yang memancar dari permukaannya.Rankin (R)-Sebuah skala temperatur absolut didasarkan pada skala Fahrenheit dari 180 unit antara titik es dan titik didih air.459,67 ° R = 0 ° F.

Perlawanan-An oposisi terhadap aliran arus listrik dalam sirkuit; nya Termal Sistem 133 unit pengukuran adalah ohm

.Pemanasan-A Perlawanan proses yang mengembangkan panas karena arus listrik melewati elemen resistif. Ketika saat ini dipaksa untuk lulus melalui konduktor, panas yang dihasilkan sebagai akibat dari perlawanan.

Ketahanan suhu detektor (RTD)-Sebuah sensor digunakan untuk menentukan suhu lingkungan akibat perubahan nilai dalam resistif elemen.

Sensitivitas Resolusi jumlah tertentu suhu controller perlu melakukan perubahan.Waktu Respon waktu yang diperlukan sistem untuk bereaksi terhadap perubahan dan menghasilkanvariasi dalam output

.Sensing elemen-Sebuah perangkat yang digunakan untuk mendeteksi perubahan dalam operasi dari suatu sistem. Sensor temperatur adalah termistor, termokopel,dan rids.Silicon penyearah terkontrol (SCR)-Sebuah perangkat switching solid-state elektronik yang digunakan untuk mengendalikan operasi beban.Slidewire-A hambatan listrik variabel yang memiliki slider menghubungi

yang memungkinkan penyesuaian nilainya.

Suhu-The panasnya relatif atau dinginnya tubuh yang ditentukan oleh kemampuannya untuk mentransfer panas ke sekitarnya atau badan lain

Gradien-A Termal ukuran nilai suhu, dimulai dari sumber dan bergerak menuju beban.

Lag-A Termal keterlambatan dalam distribusi panas yang terjadi antara sumberdan beban. Termistor Sebuah resistor sensitif temperatur. ThermocoupleSebuah persimpangan dari dua logam berbeda yang bila dipanaskan akan

Page 3: Sistem Termal ( Temperatur )

menghasilkan tegangan yang proporsional dengan suhu diterapkan.Thermometer Sebuah alat ukur suhu. Sebuah thermopile energi detektor yang terdiri dari termokopel dihubungkan secara seri konfigurasi.Thermoresistor-Sebuah perangkat yang merespon panas dengan menghasilkan perubahan perlawanan.Termistor dan rids adalah thermoresistors. Waktu-proporsi kontrol Prosedur kontrol listrik yang berubah jumlah siklus daya listrik dikirimkan ke beban dalamdiberikan periode waktu. Transducer-Sebuah perangkat yang mengubah sinyal input dari satu jenis menjadi sinyal keluaran dari tipe yang berbeda yang proporsional dengan aslinya masukan.

Undershoot-Sebuah kondisi sesaat kontrol yang terjadi ketika nilaidari suatu proses turun di bawah beberapa nilai setpoint yang telah ditentukan.

Zero-tegangan switching-Sebuah prosedur kontrol waktu-proporsi yangmenyebabkan daya yang akan diaktifkan dan dinonaktifkan pada titik nol crossover dari gelombang sinus ac.

Page 4: Sistem Termal ( Temperatur )

PENDAHULUAN

Dari semua proses manufaktur digunakan oleh industri, suhu pengukuran

dan manipulasi yang paling umum. Bahkan, lebih dari 50 persen dari semua

variabel yang diukur dalam industri cenderung melibatkan beberapa bentuk

pengukuran suhu atau perubahan. Dengan teknologi yang semakin meningkat ,

tren jelas akan mengarah ke pengukuran yang lebih baik. Sistem yang

memanfaatkan pengolahan termal harus memproduksi atau menghasilkan panas,

untuk memberikan jalan dimulai dari tindakan kontrol dan memanfaatkan energi

untuk mencapai fungsi kerja tertentu, sehingga akhirnya dapat merekam suhu

variasi melalui teknik pengukuran yang tepat.

Fungsi-fungsi ini menjadi perhatian utama dari semua personil yang

terlibat dalam aplikasi proses kontrol industri. Sebuah pemahaman dasar dari

sistem termal, aplikasi, dan instrumentasi pengukuran sangat penting untuk.

seseorang yang mengejar bidang ini sebagai karier.

Proses Sistem Termal

Manufaktur proses yang merespon dalam beberapa cara untuk suhu

diklasifikasikan sebagai sistem termal. Dalam aplikasi industri, sistem termal

digunakan untuk mengendalikan berbagai proses, dari manufaktur yang kompleks

operasi hingga sistem fungsi tunggal yang mengontrol hanya satu proses.

Perhatian utama di sini mengarah ke dasar sistem termal yang dapat

diterapkan untuk aplikasi apapun tanpa ukuran atau kompleksitas. Sebuah sistem

termal harus memiliki sumber energi primer, transmisi jalan, kontrol, beban, dan

satu atau lebih indikator untuk berfungsi dengan baik. Bagian-bagian tersebut

adalah elemen dasar dari semua sistem yang difungsikan. Secara umum, sistem

proses termal didefinisikan sebagai sistem yang merespon dalam beberapa cara

untuk perubahan suhu. Sistem ini dapat menghasilkan panas untuk mencetak atau

Page 5: Sistem Termal ( Temperatur )

membentuk kontrol , untuk pengolahan makanan dan kemasan, atau untuk operasi

fabrikasi, dll.

Sumber energi dari sebuah sistem termal juga memerlukan beberapa

tambahan klasifikasi untuk membedakannya dari sistem lain. Energi, misalnya,

hadir dalam tiga bentuk dasar: panas, cahaya, dan gerakan mekanis. Itu

juga tersedia dalam bentuk listrik, tindakan kimia, dan energi nuklir.

keenam bentuk energi tersebut berhubungan dengan batas tertentu. Hubungan ini

didasarkan pada kenyataan bahwa energi dari satu bentuk dapat dengan mudah

diubah atau ditransfer ke salah satu bentuk lain yang ada. Sumber energi dari

sebuah sistem termal biasanya beroperasi dengan mengubah energi dari satu

bentuk kesesuatu bentuk yang berbeda. Dalam hal tindakan, listrik dan kimia

umumnya menjadi sumber energi utama bagi sebagian besar industri

termal sistem. Selain itu, sinar matahari dapat digunakan sebagai sumber utama

termal energi. Banyak penelitian telah dilakukan untuk membuat lebih baik

matahari sebagai sumber utama energi. Energi panas juga dapat diperoleh

oleh gesekan, kompresi, dan tindakan mekanis, tetapi energi dalam dari bentuk ini

adalah sulit untuk memanfaatkan sebagai sumber utama untuk operasi sebuah

sistem.

Jalur transmisi dari suatu sistem termal sangat unik jika dibandingkan

dengan sistem lain. Bahan dapat berupa apapun baik , padat, cair, atau gas. Jika

salah satu ujung batang logam padat ditempatkan dalam sumber panas, maka

ujung bar akan segera menjadi panas. Itu proses dimana panas dipindahkan dari

ujung panas ke ujung dingin disebut dengan konduksi. Menurut teori kinetik

energi, konduksi adalah transfer panas melalui tabrakan molekul. Pada dasarnya,

panas dari sumber menyebabkan molekul di salah satu ujung bar untuk bergerak

lebih cepat. Kecepatan molekul meningkat akhirnya menyebabkan tabrakan

dengan molekul lainnya, yang pada gilirannya menyebabkan mereka untuk

bergerak lebih cepat. Proses berlanjut sampai gerak molekular telah meningkat di

seluruh bar. Dari bahan padat, logam merupakan konduktor termal terbaik, dan

yang bukan logam umumnya sebagai isolator panas. Gambar 4-1 menunjukkan

contoh konduksi Prinsip transmisi panas.

Page 6: Sistem Termal ( Temperatur )

Cairan dan gas yang dipanaskan oleh proses konveksi. Ketika sebuah

wadah cairan ditempatkan pada sumber panas, pada awalnya cairan hanya pada

dasar wadah yang menerima panas. Karena kebanyakan cairan adalah konduktor

lemah panas, hanya sedikit panas dipindahkan ke bagian lain dari cairan, namun

sebagai lapisan bawah cairan mulai berkembang, ia menjadi kurang padat dari

pendingin cair di atas. Cairan hangat itu bergerak ke atas wadah dan bergerak cair

dingin ke bawah. Cairan bergerak disebut beredar arus. Konveksi, karena itu,

adalah transfer panas ketika cairan atau gas dipanaska Gambar 4-2 menunjukkan

contoh prinsip konveksi dalam sistem pemanas dipaksa-udara.

Panas juga dapat disalurkan dari sumber melalui radiasi gelombang

elektromagnetik di mana tidak ada halangan. Contoh dari hal ini adalah panas

yang mencapai bumi dari matahari. Akibatnya, energi termal dilepaskan atau

terpancar jauh dari sumber panas melalui sinar inframerah. Apa pun objek panas

dapat menngeluarkan sinar-sinar ini. Secara teori, bundel diskrit atau kuanta

energi menjauh dari sumber panas dalam pola seperti gelombang dengan

kecepatan cahaya. Energi dilepaskan dari atom memiliki massa terbesar memiliki

panjang gelombang terpendek dan frekuensi tertinggi. Panas yang dihasilkan oleh

radiasi memiliki aplikasi terbatas dalam sistem termal industry Gambar 4-3

menunjukkan contoh perpindahan panas dengan prinsip radiasi. Fungsi kontrol

dari sistem termal mengubah jalan aliran panas antara sumber energi primer dan

perangkat beban. Khusus perangkatpengendali kontrol tersebut biasanya ber

tanggung jawab untuk operasi ini. Perangkat ini berusaha untuk mempertahankan

suhu sistem pada tingkat yang diinginkan. Dua posisi kontrol dan mematikan

menyebabkan kondisi yang akan dilakukan proporsi kontrol.

Page 7: Sistem Termal ( Temperatur )

Termal system 137 mempertahankan variasi suhu. On-off dan proporsi

kontrol adalah metode yang paling umum dari kontrol murni. Sistem kontroler

merespon dengan perubahan tingkat penginderaan antara suhu aktual sistem dan

nilai setpoint yang telah ditentukan. Fungsi kontrol sistem termal terbatas karena

sifat dari energi dimanipulasi.

Beban sistem termal merupakan fungsi kerja atau bahan yang akan

dipertahankan pada suhu tertentu. Sejak arus panas jauh dari tubuh dari

temperatur yang lebih tinggi dan menuju substansi yang lebih rendah dari suhu,

beban harus langsung tergantung pada sumbernya. Termometer itu atau

Page 8: Sistem Termal ( Temperatur )

termal permintaan beban mungkin yang bersifat stabil dalam waktu lama,

variabel, atau siklik. Penerapan sistem menentukan karakteristik

sifat beban.Indikator termal merupakan bagian dari sistem yang bertanggung

jawab untuk pengukuran. Operasi ini dapat dilakukan di sejumlah

berbeda lokasi, tergantung pada kebutuhan sistem. Biasanya,

indikator suhu yang melekat pada output atau beban sistem, controller,

atau sumber. Pemantauan berkala terhadap indikator memastikan operasi mal

permintaan beban mungkin yang bersifat stabil dalam waktu lama,

variabel, atau siklik. Penerapan sistem menentukan karakteristik sifat

beban.Indikator termal merupakan bagian dari sistem yang bertanggung jawab

untuk pengukuran. Operasi ini dapat dilakukan di sejumlah berbeda

lokasi,tergantung pada kebutuhan sistem.Biasanya, indikator suhu yang melekat

pada output atau beban sistem, controller, atau sumber. Pemantauan berkala

terhadap indikator memastikan operasi efisiensi dalam batas-batas yang dirancang

dari sistem.

Pengukuran suhu dibuat dalam beberapa cara. Nonelectrical indikator,

seperti termometer, dirancang untuk menanggapi suhu variasi yang disebabkan

oleh perubahan volume cair dan gas atau uap tekanan. Ini juga termasuk

perubahan dimensi dari bahan padat.Indikator Elektronik merespon dengan

mengukur suhu padatan, cairan, atau gas melalui kontak langsung melalui

transduser termoelektrik. Hal ini dapat dilakukan secara tidak langsung melalui

detektor radiasi inframerah. Jangkauan dan rentang suhu yang diukur, akurasi, dan

kecepatan respon adalah faktor utama yang perlu dipertimbangkan ketika memilih

indicator tertentu aplikasinya

SUMBER PANAS INDUSTRI

Panas dari sistem termal industri ini dihasilkan oleh perubahan di negara

bagian materi. Panas yang dihasilkan sebagai hasil dari api adalah contoh.

Perubahan membakar keadaan batubara, kayu, atau apa pun bahan bakar yang

digunakan.Secara teori, bahan bakar yang bersatu dengan oksigen, dan kedua

bahan bakar dan oksigen diubah menjadi bahan lain. Karbon dalam pembakaran

bahan bakar juga bersatu dengan oksigen di udara dan menghasilkan berbagai

jenis materi disebut karbon dioksida.Serikat karbon dan oksigen bertanggung

Page 9: Sistem Termal ( Temperatur )

jawab untuk panas membebaskan.Ada banyak contoh dari panas yang dihasilkan

oleh ing unit tertentuzat dengan udara. Dalam oksigen, tubuh manusia di udara

yang kita hirup menggabungkan dengan makanan untuk menghasilkan panas

tubuh. Besi terkena oksigen dari udara luar menghasilkan karat dan sejumlah

terukur panas, tapi jumlah panas yang dihasilkan dalam hal ini tidak signifikan

karena menggabungkan proses lambat.Panas juga diproduksi ketika cairan atau

perubahan gas terbentuk. Transisi air untuk es adalah contoh utama dari ini ciple

prinsip. Dengan cara yang sama, panas yang dilepaskan ketika uap atau gas

terkondensasi ke dalam air. Uap sistem pemanas beroperasi pada prinsip ini.

SUMBER PANAS INDUSTRI DARI BAHAN BAKAR FOSIL

Sumber bahan bakar fosil panas yang paling umum adalah tungku. Jenis

perangkat dibangun dari logam, bata, atau kombinasi dari bahan-bahan tahan api.

Setelah struktur telah dibangun, bahan bakar dibakar di dalam ruang pusat atau

kebakaran untuk menghasilkan panas.Tungku yang digunakan untuk

mengembangkan panas untuk kenyamanan, panas

Mengobati, atau untuk mencairkan bahan untuk tujuan manufaktur yang

berbeda. Ini sumber dirancang untuk memberikan jumlah terbesar panas dari

bahan bakar yang digunakan dan berkonsentrasi itu di mana ia melakukan

pekerjaan yang paling efektif. Pemanasan udara tungku dirancang untuk

memanaskan udara dan mendistribusikannya melalui saluran untuk ruangan yang

berbeda atau bagian dari suatubangunanuntukmenyediakannyam suhu. Paksa

pemanasan udara tungku menggunakan kipas blower atau listrik untuk

memindahkan volume yang lebih besar dari udara melalui sistem. Jenis sistem

memungkinkan tungku yang akan berlokasi jarak yang lebih besar jauh dari

daerah tersebut ing akan dipanaskan oleh sistem. Bahan bakar untuk tungku ini

mungkin batubara, kokas,bahan bakar minyak, atau gas alam. Tiga perwakilan

kenyamanan pemanasan tungku yang ditunjuk kan pada Gambar 4-4.Bahan bakar

fosil digunakan sebagai sumber energi untuk tungku industri besar digunakan

dalam panas-mengobati operasi. Hal ini juga digunakan dalam produksi besi, baja,

batu bata, semen, kaca, dan bahan lainnya. Tungku ini berbeda dari jenis

Page 10: Sistem Termal ( Temperatur )

pemanasan udara karena mereka menghasilkan suhu yang sangat tinggi. Sekali

lagi, batu bara, kokas, bahan bakar minyak, dan gas alam adalah bahan bakar fosil

khas digunakan sebagai sumber energi primer. Metal-tungku penyulingan

biasanya memaksa jumlah besar atau ledakan udara ke dalam ruang api untuk

meningkatkan panas sudah diproduksi. Jenis sumber panas yang biasa disebut

tanur tiup. Gambar 4-5 menunjukkan tungku besi bijih ledakan representatif

Kecil, berbahan bakar gas, panas-mengobati tungku dari tipe batch umumnya

ditemukan dalam operasi industri. Unit-unit ini digunakan dalam aplikasi yang

membutuhkan kontrol yang tepat dari suhu, waktu, dan suasana. Uap dan air

panas sistem pemanas merupakan jenis lain dari pemanasan sistem yang

menemukan penggunaan luas di industri. Sistem jenis ini dapat digunakan hanya

untuk kepentingan fasilitas pemanas, atau untuk fasilitas panas

Gambar 4-4. Kenyamanan pemanasan tungku: (A) Tangan berbahan bakar Gas

pembakaran tungku; (C) Minyak pembakar tungku.batubara atau kokas tanur; (B)

Jenis sistem umumnya dianggap yang paling bisa diandalkan. Hal ini juga

memberikan yang paling seragam distribusi panas di seluruh sistem Bagian-

bagian penting dari sistem uap atau air panas adalah boiler, distribusi pipa, dan

pemanas unit atau radiator. Boiler adalah di mana bahan bakar dibakar untuk

menghasilkan panas dan akhirnya mengubah air menjadi uap atau panas air.

Dalam sistem uap, uap disirkulasikan pada suhu 170 ° F untuk 200 ° F, dan jalur

distribusi disimpan bebas dari udara. Kurangnya udara terus sistem kurang dari

tekanan udara normal. Akibatnya, uap dihasilkan pada suhu yang lebih rendah.

Suhu di kisaran 170 ° F dapat digunakan secara efektif untuk menghasilkan uap

dalam jenis sistem. Radiator (beban) dari sistem uap atau air panas melepaskan

Page 11: Sistem Termal ( Temperatur )

panas dengan konduksi, konveksi, dan radiasi. Konduksi cukup kecil, dengan

konveksi dan radiasi menjadi metode yang paling signifikan perpindahan

panas.Radiator terletak di mana panas yang akan dipasok ke sistem,

Gambar4-5. Sebuah tungku blast bijih besi

Proses Industri dan suhu daerah tempat radiator terletak mencegah

tambang beban ditempatkan pada radiator. Uap atau air panas sistem biasanya

memiliki radiator yang terletak di seluruh sistem. Beban adalah gabungan dari

semua radiator dan jalur distribusi terhubung ke sistem.Uap yang dipanaskan

industri panas-mengobati tungku dari tipe batch adalah sering ditemukan dalam

aplikasi industri. Unit ini mungkin berisi boiler mereka sendiri atau mungkin

melekat pada sistem distribusi pusat.Unit jenis ini menggabungkan manfaat dari

suasana uap pelindung,dipaksa sirkulasi pemanas, dan kontrol suhu yang akurat

dalam satu unit. Mereka dapat beroperasi pada suhu 0 ° F sampai 1500 ° F.

Termokopel adalah sering digunakan sebagai sensor untuk elemen kontrol.

Proporsi kontrol juga banyak digunakan, karena jenis kontrol memungkinkan unit

untuk datang sampai suhu dengan cepat dan lancar tanpa overshoot, sambil

memegang selama siklus.

LISTRIK DARI SUMBER PANAS

Sumber panas energi elektrik memiliki sejumlah keunggulan selama

hampir semua metode pemanasan industri lainnya. Dalam tungku, listrik dapat

digunakan untuk menghasilkan suhu yang berkisar dari 3500 ° F hingga 5000 ° F.

Page 12: Sistem Termal ( Temperatur )

Di Selain itu, panas listrik tidak menghasilkan gas yang mungkin memiliki

berbahaya efek dalam pengolahan logam. Suhu yang lebih akurat dikontrol, dan

seluruh proses lebih efisien dan bersih untuk beroperasi. Tiga umum jenis sumber

panas listrik yang digunakan dalam aplikasi industri hari ini adalah busur,

perlawanan, dan tungku induksi. Setiap umum jenis menggunakan listrik sebagai

sumber energi primer dan menghasilkan panas sebagai hasil akhir atau output dari

perangkat beban. Diagram sederhana dari tanur listrik yang ditunjukkan pada

Gambar 4 -6. Tinggi saat listrik diterapkan di seluruh elektroda karbon dan

grafit wadah. Hal ini menyebabkan busur listrik yang dihasilkan. Busur terjadi

ketika elektroda menyentuh logam. Setelah busur telah dimulai, elektroda ditarik.

Suhu 3500 ° F khas dari busur listrik tungku.Sebuah tungku tahanan listrik sangat

mirip dalam operasi untuk oven dari berbagai rumah tipe listrik atau kenyamanan

pemanasan unit. Ketika saat melewati melalui konduktor, panas yang dihasilkan

sebagai hasil dari resistansi konduktor.Ini khusus resistansi elemen pemanas

kemudian ditempatkan di sekitar terisolasi ruang, di mana batch kecil bahan

ditempat kanuntuk panas

Salah satu jenis adalah tungku nitrating panas-mengobati. Ini jenis tungku

menyediakan konveksi paksa, sehingga semua permukaan kerja yang terkena

perlakuan yang sama. Ini memberikan pemanasan cepat dan distribusi seragam

panas dan suasana di dalam ruangan. Pengendali dari tungku ini menanggapi

termokopel terletak di dalam ruangan. Sebuah menyesuaikan waktu tingkat

kontrol mengubah energi listrik secara proporsional sehingga panas sesuai dengan

tuntutan beban. Pengendalian jenis ini mulus tanpa overshoot, dan memegang

suhu pada tingkat yang tepat.

Gambar 4-6. Dasar diagram dari tanur listrik.

Page 13: Sistem Termal ( Temperatur )

Pemanas induksi dilakukan dengan mengirimkan frekuensi tinggi bolak

arus melalui kumparan kawat. Logam ditempatkan di dalam kumparan

mengembangkan intens tingkat panas yang sangat cepat. Misalkan sebuah batang

besi ditempatkan di dalam dari kumparan pemanas induksi. Batang besi menjadi

magnet sebagai bolak arus mengalir melalui koil. Hal ini menyebabkan molekul

besi untuk mengubah polaritas dengan setiap perubahan arah aliran arus. Setiap

molekul mengembangkan sebuah gesekan internal yang menyebabkan besi

menjadi sangat panas. Induksi unit pemanas mengembangkan tingkat intens panas

di daerah terbatas dalam periode yang sangat singkat operasi. Jika logam bukan

magnetik ditempatkan pada kumparan pemanas induksi, mereka tidak akan

menjadi panas akibat perlawanan dari materi. Untuk non logam bahan, pemanasan

ini dicapai dengan menempatkan materi dalam karbon wadah. Wadah ini

kemudian ditempatkan dalam koil. Crucible panas yang dihasilkan oleh induksi

ditransfer ke substansi non logam dengan konduksi. Logam dapat dipanaskan

dalam wadah terisolasi tanpa mengubah suhu wadah. Pemanas induksi juga dapat

dilokalisasi dalam yang sangat kecil daerah.Misalnya, gigi dari roda gigi dapat

dipanaskan merah-panas untuk tujuan tempering, sementara tubuh gigi tetap

dingin dan mempertahankan ketangguhan. Jika ini dicobakan oleh proses

pemanasan lain, seluruh gigi akan dipanaskan. Pemanas induksi dapat dicapai

dengan sangat cepat dengan tingkat yang cukup signifikan dari akurasi.

PENGENDALIAN SISTEM THERMAL

Fungsi pengendali sistem termal terutama dicapai oleh kombinasi

komponen ditempatkan di unit yang dikenal sebagai controller. Fungsi unit ini

adalah untuk merasakan suhu sistem dan untuk menentukan jumlah aliran panas

yang dibutuhkan untuk memenuhi tuntutan operasi setpoint dari sistem. Dalam

mencapai fungsi ini, beberapa faktor mempengaruhi keakuratan controller. Ini

termasuk gradien suhu, termal lag, lokasi komponen, dan pengendali operasi-

mode seleksi.

Page 14: Sistem Termal ( Temperatur )

Thermal Gradient

Pengukuran nilai suhu yang berbeda, mulai panas sumber dan bergerak ke

arah beban, menunjukkan bahwa penurunan diputuskan dalam suhu terjadi di

dekat akhir beban dari suatu sistem. Variasi suhu yang biasa disebut gradien

termal dari sistem. Thermal gradien terjadi pada semua sistem suhu dan cukup

penting untuk mengenali di mana mereka ada. Karena panas secara efektif

ditransfer dari sumber ke beban hanya satu arah, gradien termal yang tak

terelakkan dan perlu.Sistem kontrol dapat efektif hanya jika gradien termal

diperhitungkan. Karena itu menjadi penting bahwa semua pengukuran

mempengaruhi fungsi kontrol dibuat sedekat mungkin ke daerah menjadi

dipengaruhi oleh controller. Jika pengukuran dilakukan di dekat sumber akhir dari

sistem, pembacaan yang agak lebih tinggi daripada yang yang muncul pada beban.

Idealnya, elemen pengontrol penginderaan harus di tached ke beban atau

ditempatkan di area kerja aktual sistem. Itu setpoint controller harus

memperhitungkan gradien termal dan disesuaikan atau kompensasi atas relatif

terhadap lokasi controller dalam sistem.

Beberapa hal dapat dilakukan untuk meminimalkan gradien yang terjadi

dalam sistem termal. Ini termasuk balancing kapasitas pemanas terhadap panas

permintaan, tepat penginderaan-elemen lokasi, penginderaan-elemen rentang

kendali,dan isolasi sistem umum terhadap kehilangan panas. Dalam prakteknya,

diharapkan untuk meminimalkan gradien termal dalam rangka meningkatkan

keakuratan controller.

Thermal Lag

Lag Thermal adalah kondisi yang tak terelakkan yang hadir untuk

beberapa batas dalam semua sistem suhu. Lag Thermal terutama keterlambatan

dalam panas distribusi yang terjadi antara sumber dan beban. Jarak antara sumber

dan beban dan resistensi terhadap aliran panas adalah utama faktor yang

mempengaruhi jenis penundaan. Thermal lag, waktu mati, dan transportasi lag

semua digunakan untuk menggambarkan kondisi operasi.Sistem kontrol yang

akurat sebagian besar tergantung pada lag termal. Ketika faktor delay rendah, aksi

kontroler erat mengikuti sistem setpoint penyesuaian. Periode penundaan panjang,

dengan perbandingan, cenderung menyebabkan suhu overshoot. Ini merupakan

Page 15: Sistem Termal ( Temperatur )

masa ketika ada lebih banyak panas disampaikan ke beban dari yang sebenarnya

diperlukan untuk pulih dari suhu drop. Selain itu, unsur penginderaan tidak

mungkin dapat merespon dengan cepat cukup untuk memberikan panas yang

dibutuhkan oleh beban. Hal ini menyebabkan suhu turun di bawah tingkat

setpoint. Para menembak terlalu panjang biasanya menggambarkan kondisi ini.

Kedua overshoot dan menembak terlalu lebar menyebabkan dari rentang kontrol

untuk diperluas cukup signifikan selama operasi normal. Dalam prakteknya, lag

termal tidak dapat sepenuhnya dihilangkan. Dengan tepat desain sistem, namun,

sejumlah besar penundaan dapat diminimalkan dan beberapa tingkat kompensasi

dapat dibuat untuk tertinggal yang masih ada.Tepat pemilihan bahan sion jalur

penularan antara sumber dan beban adalah faktor utama dalam perancangan

sistem. Biasanya, padatan, cairan, atau gas semua digunakan dalam jalur

transmisi. Sebagai aturan umum, namun, pemilihan material terutama ditentukan

oleh aplikasi dari sistem. Ketika kontrol dekat diinginkan, faktor transmisi

beberapa jalan harus dipertimbangkan. Hal ini dijelaskan dalam laporan berikut:

1. Ketika cairan, udara, atau gas yang digunakan dalam jalur transmisi, mereka

harus berada dalam keadaan terus menerus dari agitasi.

2. Semua logam yang digunakan dalam jalur transmisi harus memiliki tingkat

tinggi termal konduktivitas.

3. Jalan termal bahan isolasi harus memiliki konduktivitas rendah.

4 Kondisi di jalur transmisi yang menyebabkan udara atau cairan menjadi

stagnan harus dihindari.

Secara umum, lag termal dapat menghasilkan beberapa informasi yang

menyesatkan tentang kinerja sistem suhu berubah dengan cepat. Di beberapa

sistem, efek lag berlebihan dapat begitu besar bahwa elemen penginderaan

pada beban dapat meminta lebih banyak panas ketika sistem hanya mulai

merespon panas dari perubahan sebelumnya. Sistem dengan fastresponse

controller dan lebih lambat menanggapi indikator, seperti merkuri termometer,

biasanya memiliki masalah penundaan yang melekat pada jenis ini.

Page 16: Sistem Termal ( Temperatur )

Sistem Penempatan komponen

Dalam sebuah sistem termal operasi, penempatan komponen memiliki

besar menangani hubungannya dengan efektivitas fungsi kontrol. Jika sumber

panas,elemen sensor, dan beban dapat dikelompokkan bersama dalam sebuah

kompak pusat daerah, akan ada masalah yang sangat kecil dengan kontrol. Sebuah

singkat panas jalan dari sumber ke beban akan memungkinkan elemen

penginderaan untuk merespon dengan cepat setiap dan semua perubahan sistem.

Hal ini akan meminimalkan overshoot, menembak terlalu, lag termal, dan gradien

termal. Dalam sebagian besar industri termal-sistem aplikasi, agak sulit dicapai

intim komponen-pengelompokan pengaturan. Ukuran sistem dan terpencil lokasi

sumber dan beban menciptakan masalah. Dalam prakteknya, ada ada jawaban

tunggal untuk sistem-komponen penempatan. Desainer umumnya mencoba untuk

sampai pada kompromi yang akan memungkinkan tingkat terbaik dari kontrol

untuk sistem tertentu. Aturan umum yang perlu dipertimbangkan ketika memilih

lokasi termal-sistem komponen ini didasarkan pada sifat karakteristik kontrol.

Untuk sistem mana permintaan panas yang diinginkan stabil, elemen

penginderaan harus diposisikan lebih dekat ke sumbernya. Ketika permintaan

sistem dari variabel alam, elemen penginderaan harus berorientasi lebih dekat ke

daerah beban. Dalam sistem cairan dan gas, di mana permintaan untuk panas

adalah yang agak sifat stabil, elemen penginderaan harus selalu ditempatkan di

atas panas sumber. Hal ini dilakukan untuk meminimalkan bandwidth dari

jangkauan kontrol. Itu transfer panas dalam jenis sistem ini terutama dicapai

dengan konveksi proses. Gambar 4-7 menunjukkan cara yang realistis untuk

menempatkan elemen penginderaan dalam jenis sistem. Para agitator dari sistem

ini digunakan untuk mendistribusikan konveksi arus dan untuk meminimalkan

gradien termal dan lag termal.

Pemilihan Pengendalian Sistem Thermal

Pemilihan kontroler yang sesuai untuk sistem termal tertentu melibatkan

sejumlah pertimbangan penting. Pada dasarnya, controller kinerja harus sesuai

dengaan penerapan sistem untuk memastikan untuk dapat mencapai tingkat yang

diinginkan dari kontrol.

Page 17: Sistem Termal ( Temperatur )

Gambar 4-7. Sebuah penempatan elemen Penginderaan dalam sistem panas stabil.

Selain itu, proses seleksi harus mempertimbangkan rentang operasi suhu

rekening, waktu respon, resolusi sensitivitas, mode kontrol, dan sensor tipe. Bila

faktor-faktor puas,controller harus kompatibel dengan sistem dan penerapannya.

Kisaran suhu operasi pengontrol mengacu pada bagian atas dan ekstrem suhu

yang lebih rendah dimana controller akan merespon. Rentang operasi terutama

ditentukan oleh jenis penginderaan elemen yang digunakan dan operasi mekanis

atau listrik kontroler. Sensor listrik Khas menanggapi suhu dengan menghasilkan

tegangan, mengubah perlawanan, membandingkan warna, atau menanggapi

inframerah radiasi. Yang berisi cairan sensor, dengan perbandingan, menanggapi

suhu oleh perubahan variasi memproduksi dalam volume cairan, perubahan gas

atau uap tekanan, atau dimensi perubahan dari bahan padat.Dalam prakteknya,

rentang suhu pengendali bervariasi banyak antara produsen yang berbeda.

Beberapa rentang perwakilan adalah -100 ° F sampai 600 ° F, 200 ° F sampai

1500 ° F, dan -20 ° F hingga 275 ° F (-3 ° C sampai 315 ° C, 93 ° C untuk 815 °

C, dan -28 ° C sampai 135 ° C) selama termostat dan penginderaan Sensor panas

elemen. Dalam sistem yang berisi cairan, rentang perwakilan mungkin 350 ° F

untuk 650 ° F (176 ° C sampai 343 ° C) atau di suatu tempat dalam -450 ° F

hingga 1400 ° F (-267 ° C sampai760 ° C) batas. Sistem termokopel umumnya

menanggapi rentang yang sangat luas suhu, dengan ekstrem mulai dari -400 ° F

hingga 3200 ° F (-240 ° C sampai 1760 ° C). Sistem Thermoresistive mencakup

berbagai -430 ° F ke 1800 ° F (-256 ° Cuntuk 982 ° C). Karena masalah nonlinier

selama termistor, berbagai sistem memiliki rentang temperatur operasi sempit.

Kisaran ini dapat diperpanjang, namun, dengan menggunakan elemen

penginderaan alternatif dalam suatu sistem.Inframerah sensor menanggapi suhu

dalam kisaran -20 ° F hingga 5400 ° F (-30 ° Csampai 3000 ° C). Jenis sensor

Page 18: Sistem Termal ( Temperatur )

tidak ditempatkan dalam kontak langsung dengan panas sumber. Waktu respon

pengontrol adalah ukuran waktu yang dibutuhka nelemen sensing untuk

menghasilkan sinyal yang pada akhirnya akan memulai sistem perubahan negara.

Untuk sebagian besar, faktor ini juga ditentukan oleh jenis elemen penginderaan

yang digunakan oleh sistem. Response time biasanya berdasarkan waktu yang

dibutuhkan sensor untuk memulai persen 63,2 perubahan nilai lebih outputnya

dikalibrasi.

Sensor listrik yang tipikal adalah dari jenis switch atau termostat bimetal-

strip, atau termokopel, thermoresistor detektor, dan termistor. Sensor

Nonelectrical adalah dari gas atau berisi cairan jenis. Waktu respon dari elemen

penginderaan adalah faktor utama dalam pemilihan controller. Ketika kecepatan

tinggi respon yang dibutuhkan, termistor dan thermoresistor elemen detektor

biaya. Tanggapan kali mulai 0,035-5 detik (s) yang khas. Waktu respon dari

termokopel yang berikutnya, dengan kisaran 0,04-7,5 s. Termostat dan

thermoswitches agak lebih lambat, dengan waktu respon yang dimulai dari 1 s.

Terisi elemen penginderaan tumpang tindih beberapa sensor listrik, dengan

tanggapan waktu 0,5 sampai 10-an atau lebih.

Untuk menunjukkan waktu respon dari sensor, kami akan menjelaskan bagaimana

suatu termistor merespon elektrik. Thermistor perubahan nilai resistansi yang

sesuai dengan suhu lingkungan di mana ia ditempatkan. Tanggapan

waktu, biasanya dinyatakan dalam konstanta waktu. Waktu konstan

termistor adalah waktu yang diperlukan, dalam detik, untuk itu untuk mengubah

63 persen dari nya nilai resistansi ketika mengalami sebuah lingkungan baru atau

berbeda. Di hal ini, sebuah termistor diambil dari lingkungan 72 ° F dan

ditempatkan di lingkungan dari 172 ° F akan berubah sampai suhu 135 ° F dalam

satu waktu konstan. Hal ini didasarkan pada kenyataan bahwa 172 ° F dikurangi

72 ° F menghasilkan sejengkal 100 ° F, 63 persen dari 100 adalah 63, dan 72

ditambah 63 sama dengan 135. Ini berarti bahwa termistor berjalan melalui

perubahan 63 persen pada suhu dan ketahanan dalam satu waktu yang konstan.

Dalam prakteknya, lima konstanta waktu yang diperlukan untuk termistor untuk

benar-benar mencerminkan suhu lingkungan yang baru berubah. Secara umum,

waktu respon sangat tidak signifikan dalam sistem dimana suhu tetap cukup

Page 19: Sistem Termal ( Temperatur )

konstan untuk waktu yang lama. Dalam sistem di mana perubahan suhu terjadi

sering dan cepat, akan tetapi upaya waktu menjadi pertimbangan yang sangat

penting dari sistem.

Resolusi sensitivitas controller biasanya mengacu pada spesifik jumlah perubahan

suhu yang dibutuhkan oleh controller tertentu untuk memulai perubahan negara.

Ekspresi khas sensitivitas diberikan sebagai ditentukan jumlah derajat atau

sebagai beberapa persentase dari total pengawasberbagai operasi skala. Dalam

prakteknya, sensitivitas adalah ukuran yang baik dari pengontrol suhu bandwidth.

Proses perubahan pengendali baik sensitivitas ke kontrol akurat panggilan untuk

sejumlah desain hati-hatibprosedur. Sebagai aturan, ini berarti bahwa sensitivitas

yang baik agak lebih mahal untuk dicapai. Untuk sebagian besar aplikasi,

kepekaan kontroler 2 ° F untuk 5 ° F (1,1 ° C hingga 2,7 ° C) lebih dari cukup bila

sistem yang benar diinstal. Beberapa perwakilan kepekaan untuk termostat dan

thermoswitches yang 0 ° F sampai 1 ° F, 1 ° F sampai 5 ° F, 5 ° F sampai 10 ° F,

dan 2 ° F sampai 8 F (0 ° ° C menjadi 0,5 ° C, 0,5 ° C menjadi 2,7 ° C, 2,7 ° C

hingga 5,5 ° C, dan 1,1 ° C menjadi 4,4 ° C). Pada berisi cairan pengendali,

sensitivitas perwakilan adalah 2 ° F sampai 8 ° F (1,1 ° C menjadi 4,4 ° C).

Termistor dan elemen termokopel yang jauh yang paling sensitif dari semua

detektor, dengan 1 ° F atau 0,2 persen dari rentang suhu menjadi nilai-nilai khas.

Mode Pengendalian

Cara kontrol menggambarkan metode yang kontroler menyesuaikan sistem suhu

untuk mengembalikannya ke tingkat yang diinginkan. Dalam prakteknya, sistem

termal menggunakan modus dua posisi (on-off), proporsi mengendalikan, atau

kontrol PID. Dalam modus dua posisi kontrol, sumber adalah hanya dimatikan

bila suhu beban telah melebihi setpoint nilai. Ketika suhu beban turun dibawah

nilai setpoint, sumber dihidupkan lagi untuk kembali ke tingkat yang diinginkan

.

Page 20: Sistem Termal ( Temperatur )

Gambar 4-8, menunjukkan respon suhu khas kontroler dua posisi.

Sebagaimana dicatat, ada banyak overshoot-menembak terlalu osilasi dalam

modus inikendali. Modus proporsi kontrol menyediakan sarana suhu

variabelpenyesuaian. Hal ini mengurangi overshoot-menembak terlalu masalah

modus dua posisi operasi. Dalam sistem termal listrik, proporsi kontrol dicapai

hanya dengan mengubah jumlah daya diterapkan pada elemen pemanas.

Salah satu jenis kontrol proporsi disebut waktu tingkat kontrol. Tipe kontrol yang

digunakan dalam aplikasi yang membutuhkan tepat kontrol suhu proses. Proporsi

Waktu beroperasi di sama cara sebagai on-off control ketika suhu proses berada di

luar dari band proporsional. Bila suhu mendekati setpoint nilai dan memasuki

band proporsional, perangkat beban diaktifkan dan off pada waktu yang

ditetapkan. Pada batas bawah dari band, waktu ON adalah lebih besar daripada

waktu OFF. Karena suhu mendekati setpoint, yang rasio pada perubahan waktu

OFF, dan jumlah waktu menurun sebagai dari waktu meningkat. Hal ini

menyebabkan perubahan dalam kekuatan efektif dikirimkan ke elemen pemanas

beban kerja. Pada dasarnya, ia memiliki pengaruh penyumbatan kembali yang

menghasilkan overshoot suhu kurang. Tindakan dan mematikan terus sampai

waktu adalah sama. Ketika ini terjadi, ini menunjukkan bahwa sistem memiliki

mencapai keadaan seimbang dan suhu berada pada titik tepat di bawah setpoint

nilai. Ketika controller waktu proporsi mencapai keadaan seimbang atau menjadi

stabil, ada terkulai sehingga atau offset dalam suhu nilai. Dalam profil proporsi

waktu operasional pada Gambar 4-9, offset sedikit di bawah nilai setpoint.

Kondisi ini akan terus sebagai selama tidak ada perubahan mendadak dalam beban

kerja. Jika offset tidak dapat ditoleransi, ada cara untuk kompensasi untuk itu

dengan menggabungkan proporsional mengontrol dengan yang lain modus

operasi. Kontrol integral, misalnya, dapat ditambahkan ke kontrol proporsional

untuk mencapai kontrol PI. Kontrol integral atau reset operasi di mana tingkat

perubahan dalam output sebanding dengan input. Kontrol Integral dapat dicapai

secara manual oleh operator. Penyesuaian ini membawa suhu di Gambar 4-8.

Respon dari kontroler dua posisi.perjanjian dengan nilai setpoint. Ketika kontrol

Page 21: Sistem Termal ( Temperatur )

manual yang digunakan, menyebabkan suhu perjanjian dalam rentang yang

sempit dari nilai setpoint untukyang disesuaikan. Jika ada perubahan drastis dalam

suhu, perjanjian antara setpoint dan suhu proses akan hilang. Pedoman

penyesuaian ulang umumnya memerlukan pemantauan terus menerus dari output

suhu. Gambar 4-10 menunjukkan profil waktu versus suhu proporsional kontrol

dengan reset manual. Fungsi reset otomatis kontrol terpisahkan memungkinkan

controller sirkuit untuk secara otomatis mengkompensasi offset sebelum itu ada.

Sebuah integrator sirkuit secara otomatis mengkompensasi perbedaan antara

setpoint dan suhu operasi. Operasi ini secara otomatis drive suhu sampai dengan

nilai setpoint Gambar 4-11 menunjukkan waktu versustemperature profil dari

kontroler proporsional ditambah integral. Perhatikan bahwa kondisi mengimbangi

tidak ada dalam profil operasional. Semua prosedur kontrol suhu yang telah kita

bahas sampai saat ini telah menunjukkan masalah overshoot suhu. Ini adalah titik

di mana suhu naik jauh di atas nilai setpoint di normal operasi. Dalam beberapa

operasi suhu, kondisi ini tidak bisa ditoleransi. Hal ini dapat dicegah atau

dikurangi dengan menambahkan turunan atau tingkat mengontrol ke kontroler

proporsional. Jenis kontroler kemudian menjadi proporsional ditambah turunan

instrumen.

Gambar 4-9. Waktu proporsi profil operasional.

Page 22: Sistem Termal ( Temperatur )

Gambar 4-10. Waktu versus suhu profil dari kontrol proporsional dengan manual

reset.

Gambar 4-11. Waktu proporsi ditambah kontrol integral.

Kontrol derivatif merupakan fungsi antisipatif. Mengukur tingkat kenaikan

suhu dan pasukan operasi menjadi sebuah proporsi tindakan atas dasar dipercepat

untuk mengurangi peningkatan. Jenis sirkuit operasi mencegah tingkat besar

overshoot selama start-up operasi dan mengurangi overshoot ketika gangguan

cenderung mendorong suhu atas atau bawah. Tindakan derivatif adalah operasi

kontrol di mana output adalah proporsional dengan perubahan tingkat input. Suhu

pengendali yang menggabungkan proporsi, integral, dan operasi derivatif disebut

instrumen PID. Jenis kontroler digunakan untuk proses sulit yang mengakibatkan

gangguan sering, dan aplikasi dimana presisi pengaturan suhu diperlukan. Sebuah

timeversus-suhu profil dari pengoperasian pengontrol PID ditunjukkan pada

Gambar 4-12. Perhatikan bahwa suhu tidak memiliki terkulai dan mengurangi

jumlah overshoot pada awal operasinya. Secara elektronik, jenis ini kontrol dapat

dicapai dengan sirkuit terpadu standar.

Page 23: Sistem Termal ( Temperatur )

Kontrol Beban

Unsur pengawasan akhir sistem termal listrik diarahkan oleh sinyal yang

dikembangkan oleh controller. Elemen kontrol hanya berubah dan mematikan

pada beberapa tingkat yang diinginkan atau disesuaikan untuk beberapa nilai yang

mempertahankan

Gambar 4-12. PID pengontrol waktu / profil suhu.

suhu sistem pada tingkat yang diinginkan. Elemen terakhir kontrol menentukan

aksi kontrol dicapai dengan output. Secara elektronik, output kontrol dilakukan

dengan relay elektromagnetik, solid-state relay, dan solidstate perpindahan

perangkat. On-off control dan waktu tingkat kontrol dapat dilakukan dengan

elektromagnetik relay. Relay elektromagnetik memiliki kumparan energi dengan

kontak listrik yang merespon aksi dari koil. Perangkat ini memiliki bagian yang

bergerak dan sus terhadap upaya getaran dan kegagalan mekanik. Itu kehidupan

operasional relay dapat diperpanjang dengan mengurangi jumlah beban dikontrol

oleh kontak. Relay, bagaimanapun, menghasilkan positi istirahat di rangkaian

beban, yang merupakan karakteristik operasional penting. Relay dapat dipasang

dalam posisi apapun, mudah untuk menginstal dan pelayanan, dapat memiliki

sejumlah kontak normal terbuka dan normal tertutup, dan cukup murah Sebuah

relay solid-state (RSK) umumnya digunakan dalam operasi controller untuk

mengubah status atau beban listrik. Ia tidak memiliki bagian yang bergerak dan

memberikan listrik isolasi antara output controller dan energi listrik sumber. Hal

ini juga tahan terhadap guncangan mekanik dan getaran, memiliki cepat waktu

respon, dan tidak memiliki masalah kontak bouncing. Switching perangkat dari

RSK dapat menjadi sebuah transistor, penyearah silikon yang dikuasai, atau triac.

Semua dari arus beban dikendalikan harus melalui perangkat switching. Sebagai

aturan itu, dilengkapi dengan strip logam atau wastafel untuk pembuangan panas.

Sebuah relay solid-state secara efektif dapat digunakan untuk menggantikan

Page 24: Sistem Termal ( Temperatur )

elektromagnetik relay sebagai alat kontrol kekuasaan. Kerugian meliputi

ketidakmampuan untuk memberikan istirahat sirkuit positif, biaya awal, ambien

suhu kerusakan kerentanan, sementara garis tegangan kerusakan, dan kegagalan

ketika mengalami kondisi dinilai terlalu tinggi. Solid-state perangkat switching

yang banyak digunakan untuk mencapai kontrol beban dalam pengoperasian

kontroler. Perangkat ini meliputi transistor, siliconcontrolled rectifier, dan triac.

Kegagalan mekanik berkurang karena tidak ada bagian yang bergerak yang

terlibat dalam prosedur kontrol. Solid-state beralihjuga bertanggung jawab untuk

variabel kontrol beban. Hal ini memungkinkan berbagai proporsi operasi

pengendalian dicapai. Salah satu jenis proporsikontrol dicapai dengan mengatur

jumlah siklus listrik daya yang disediakan oleh sumber ke beban dalam periode

waktu tertentu (lihat waktu tingkat suhu kontrol prosedur Gambar 4-13). Sistem

yang mempekerjakan jenis kontrol menghasilkan tingkat yang sangat rendah dari

gangguan listrik karena power dihidupkan dan dimatikan pada titik persimpangan

nol. Beberapa produsen pengendali merujuk pada jenis kontrol sebagai nol

tegangan switching (ZVS). Sebuah sirkuit ZVS tunggal terintegrasi yang tersedia

untuk operasi ini.Sebuah metode alternatif untuk mencapai kontrol proporsi listrik

mempekerjakan prinsip penembakan fase-sudut. Dalam metode ini, triac atau dual

SCRs digunakan untuk mengaktifkan daya listrik ke elemen pemanas sistem

untuk hanya sebagian dari siklus, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4-14.

Tahap-sudut penembakan, sebagai aturan, menghasilkan beberapa paku sementara

diucapkan di saluran listrik ac. Sebuahn sistem menggunakan jenis kontrol harus

memiliki beberapa bentuk transientspikepenindasan. Tahap-sudut kelambatan

meningkatkan efisiensi operasional dan memungkinkan kontrol yang tepat dari

perangkat beban.

Page 25: Sistem Termal ( Temperatur )

Gambar 4-13. Waktu-tingkat suhu kontrol.

Gambar 4-14. Tahap-sudut suhu kontrol.

Sistem Pengisian

Selain proses kontrol listrik, kontrol proporsi dapat dilakukan dengan

sistem diisi. Perubahan output sensor dapat digunakan untuk mengubah lengan

wiper dari potensiometer. Dalam aksi ini, bermotor katup dapat disesuaikan

dengan tingkat suhu yang berbeda. Melalui

Page 26: Sistem Termal ( Temperatur )

Gambar 4-15. Proporsi potensiometer.

Gambar 4-16. Listrik suhu controller.

proses kontrol, posisi katup dapat diubah untuk posisi apapun dari

tertutupsampai 100 persen terbuka, tergantung pada penyimpangan setpoint.

Gambar 4-15 menunjukkan potensiometer proporsi, dan Gambar 4-16

menunjukkan listrik pengontrol sirkuit yang dapat digunakan baik untuk posisi

dua atau proporsi mengontrol.

Sensor

Sensor-elemen operasi merupakan pertimbangan sangat penting ketika

memilih pengendali sistem termal untuk aplikasi tertentu. Demikian hal waktu

respon, suhu operasi jangkauan, sensitivitas resolusi, dan pengulangan tergantung

pada elemen sensor. Selain itu, ukuran fisik sensor memiliki banyak hubungannya

dengan lokasi komponen desain instalasi dan prosedur. Elemen penginderaan

Dipenuhi terutama dirancang untuk merespon perubahan suhu dengan

menghasilkan perubahan fisik dalam tekanan atau volumesensitive komponen.

Controller jenis ini menggunakan elemen penginderaan atau bola lampu, tabung

kapiler, dan komponen-tekanan atau volume yang sensitif seperti tabung Bourdon,

Page 27: Sistem Termal ( Temperatur )

bellow, atau diafragma. Elemen penginderaan atau bola dari sistem penuh berisi

cairan atau gas yang mengubah volume atau tekanan dengan suhu. Tekanan-atau

volume sensitif bagian dari sistem merespon perubahan ini dengan memberikan

gerakan atau perubahan fisik yang diterapkan pada elemen kontrol. Perbandingan

nilai setpoint dan output sensor kemudian menentukan tindakan kontroler. Kelas I

diisi sistem menggunakan cairan selain merkuri. Inerthidrokarbon, seperti xylene,

adalah sangat umum. Sensor jenis ini memiliki tingkat ekspansi yang enam kali

lebih besar dari merkuri. Karakteristik Adari sensor ini adalah ukurannya yang

kecil. Kelas II elemen memiliki tekanan media mengisi baik cair dan bentuk gas.

Kombinasi dari dua antarmuka dalam bola penginderaan untuk menghasilkan uap.

Ada empat kombinasi yang berbeda dari cairan-gas elemen: label IIA, IIB, IIC,

dan IID. Kelas III mengacu pada sistem berisi gas. Nitrogen digunakan untuk

kondisi sampai 800 ° F, dan helium digunakan untuk temperatur yang sangat

rendah. Tipe ini dari sensor dibuat agak besar dan agak lebih lama dari yang lain

untuk mengurangi gangguan suhu sepanjang kapiler. Kelas IV sistem diisi

menggunakan merkuri sebagai medium. Air raksa memiliki waktu respon yang

cepat dan sangat akurat. Hal ini juga memberikan besar menghadapi kekuatan

fisik untuk menjalankan elemen tekanan-sensing. Pada tinggi Termal Sistem 159

suhu, tekanan dapat mencapai 1.200 psi, sedangkan turun menjadi 400 psi pada

ujung bawah kisaran suhu. Sistem merkuri umumnya diisi digunakan dalam

aplikasi industri.

Termostat

Secara umum, termostat dan sensor Sensor panas lebih lambat dalam

menanggapi waktu dibandingkan dengan unsur-unsur penginderaan lainnya.

Misalnya, termostat harus menghasilkan beralih tindakan fisik mendistorsi sebuah

bimetal mengupas dengan penerapan panas. Sebagai aturan, beberapa derajat

respon kapur diperlukan untuk menyebabkan elemen bahan bimetal untuk

bereaksi. Standar waktu respon berkisar dari 1sampai 10 detik atau lebih. Sebuah

cepat merespons Sensor panas memiliki ekspansi tinggi luar shell dan ekspansi

rendah internal strut perakitan. Suhu di mana kontak membuat dan memutuskan

dapat disesuaikan dengan sekrup suhu-penyesuaian. Sebuah termostat dengan

perakitan disk bimetal ditunjukkan pada Gambar 4-17. Elemen penginderaan

Page 28: Sistem Termal ( Temperatur )

memiliki efek positif sekejap bertulang. Tindakan ini dikenal untuk pengulangan

dan kehandalan. Termostat jenis ini dikalibrasi di pabrik dan ditempatkan di

sebuah kandang tamperproof.

Termokopel

Sebuah termokopel penginderaan elemen terdiri dari dua logam berbeda kabel

terhubung dalam kontak isotermal. Koneksi isotermal mungkin dicapai dengan

pengelasan, peleburan, atau memutar dua kabel bersama-sama.

Gambar 4-17. Disk bimetal thermostat: Cutaway menggambar. (Courtesy Philips

Technoiogies / Airpax Perlindungan Group)

160 Sistem Kontrol Proses Industri Ketika termokopel dihubungkan ke rangkaian,

seperti pada Gambar 4-18, itu berfungsi sebagai persimpangan panas-sensing

(TH). Jika satu persimpangan dipertahankan pada referensi suhu (TC), besarnya

arus yang dihasilkan akan sebanding dengan suhu di persimpangan diukur

(TH).Dalam prakteknya, output dari sensor termokopel diukur dalam

milivolt.Dalam beberapa aplikasi, output dari termokopel millivolt sebuah

ditransposisikan ke suhu untuk indikasi pada skala dikalibrasi. Dalam controller

operasi, tegangan keluaran termokopel dibandingkan dengan setpoint

tegangan penyesuaian untuk menentukan tindakan kontroler. Beberapa jenis

amplifikasi biasanya dibutuhkan untuk membuat perbandingan ini. Hari ini,

opamps digunakan secara eksklusif untuk mencapai amplifikasi ini.

Gambar 4-19 menunjukkan penguat masukan termokopel dengan dingin-junction

kompensasi. Sirkuit ini memiliki 10-mV / ° C keluaran. Keuntungan dicapai oleh

Page 29: Sistem Termal ( Temperatur )

penyesuaian jaringan umpan balik terdiri dari resistor R7 dan R8. LM335 adalah

presisi dikalibrasi IC suhu. Ini menanggapi sebagai twoterminal zener dioda,

tegangan tembus yang berbanding lurus untuk temperatur absolut di +10 mV / K.

Perangkat ini memungkinkan dingin-junction suhu kompensasi dari termokopel.

LM329B adalah presisi suhu kompensasi 6,9-V dioda zener referensi. Para

LM308A adalah opamp yang merespon dengan baik untuk arus masukan yang

rendah dan memiliki rendah mengimbangi tegangan. Dalam controller, output dari

sirkuit ini terhubung ke satu input dari komparator tegangan. Masukan alternatif

berasal dari sirkuit setpoint. Nilai-nilai dari kedua tegangan dibandingkan dan

menentukan output dari sirkuit. Berbagai modifikasi dapat dibuat untuk

memungkinkan ini sirkuit yang akan digunakan dalam controller.

Gambar 4-18. Termokopel sirkuit

Gambar 4-19. Termokopel penguat

Page 30: Sistem Termal ( Temperatur )

Sensor Termoresistif

Thermoresistive penginderaan-elemen operasi didasarkan pada properti logam

tertentu untuk mengubah perlawanan dengan perubahan suhu. Ini perubahan

dalam perlawanan kemudian dapat digunakan untuk mengubah arus dalam listrik

sirkuit. Mereka juga dapat digunakan untuk mengembangkan tegangan yang dapat

mengubahdiperkuat ke tingkat yang akan memungkinkan kontrol. Dari semua

bahan yang digunakan dalam elemen thermoresistive, platinum cenderung

memiliki karakteristik yang paling diinginkan. Seperti ditunjukkan dalam Gambar

4-20 perlawanan dari platinum linear untuksuhu dari 9 ° C sampai 800 ° C. Selain

tinggi; platina tidak berubah secara fisik untuk suhu di bawah1200 ° C. Kekuatan

tarik platinum 18.000 psi dan daya tahannya 60.0Ω/circular juta pada 0 ° C.

Elemen thermoresistive Industri disebut ketahanan suhu detektor. Elemen-elemen

ini memiliki waktu respon 0,035 untuk 5s untuk suhu -100 ° F hingga +1000 ° F,

dengan toleransi 0,1 persen dan ± 0,01 pengulangan persen.Perubahan resistansi

dari sebuah RTD cukup kecil di bawah operasi normal kondisi. Sebagai aturan,

dapat digunakan untuk merasakan perubahan suhu secara langsung sebagai rasa

variasi dalam tegangan resistor saat-driven, atau untuk output-resistensi perubahan

dalam rangkaian jembatan. Biasanya, dikembangkan tegangan digunakan untuk

mengontrol perangkat beban. Opamps digunakan secara eksklusif hari ini di

controller yang merespon sensor RTD. Gambar 4-21 menunjukkan sirkuit dari

sebuah OpAmp referensi disesuaikan suhu-sensing sirkuit. RTD dari sirkuit ini

terhubung dalam umpan balik jalan opamp. Hambatan dari RTD bervariasi dari

100 untuk 200Ω selama rentang suhu. Keuntungan dari opamp diubah oleh

perubahan ini. 584 M adalah sebuah IC multireference adjustable yang diatur

untuk 6.2-V output pada emitor dari transistor 2N2219. Potensiometer R2

digunakan untuk mengubah tegangan referensi ini. Potensiometer R4 dan R6

mengatur rentang dan offset opamp. Penyesuaian rentang dibuat pertama, dengan

mengubah R2 untuk menghasilkan output 1,8 V ketika 266 ° C diterapkan. Offset

penyesuaian dibuat dengan mengubah nilai R4 sehingga output adalah 0 V pada 0

° C. Skala dari rangkaian tersebut adalah agak sewenang-wenang. Pada umumnya,

output rentang tegangan terutama didasarkan pada perangkat diberi makan oleh

rangkaian. Sirkuit ini memungkinkan suhu 0 ° C sampai 266 ° C untuk diukur

Page 31: Sistem Termal ( Temperatur )

sebagai tegangan dari 0-1,8 V. Termistor adalah jenis tambahan elemen

penginderaan thermoresistive dari jenis semikonduktor atau solid-state. Sesuai

namanya, termistor adalah resistor sensitif temperatur. Perbedaan antara termistor

dan platinum thermoresistive elemen yang ditunjukkan pada Gambar 4-20.

Hambatan dari termistor

Gambar 4-20. Perbandingan resistensi/suhu termistor dan platinum

detektor thermoresistive.

tetes nilai dengan meningkatnya suhu. Karakteristik ini dikenal sebagai negatif

suhu koefisien. Waktu respon dari termistor membandingkan baik dengan elemen

thermoresistive. Perangkat ketahanan suatu termistor dapat dipilih dari sejumlah

nilai yang berkisar dari beberapa MQ pada -100 ° C sampai kurang dari 1Ω pada

400 ° C. Penggunaan termistor sebagai elemen kontrol untuk menggerakkan

perangkat beban umumnya memerlukan beberapa tingkat amplifikasi. Sebagai

aturan, jumlah amplifikasi diperlukan untuk mencapai kontrol didasarkan pada

perangkat beban yang didorong oleh controller. Opamps yang umum digunakan

dalam industri pengendali hari ini. Controller dapat digunakan untuk mencapai

on-off, proporsional, atau sebanding dengan kontrol integral dan derivatif.

Termistor ini perubahan diperkuat tegangan sebagai akibat dari perubahan suhu

digunakan untuk memvariasikan beban ing perangkat sesuai dengan jenis modus

controller yang dibutuhkan. Gambar 4-22 menunjukkan sirkuit dari

disederhanakan on-off suhucontroller. Termistor ini digunakan dalam rangkaian

jembatan. Menyeimbangkan jembatan adalah setara dengan menyesuaikan

Page 32: Sistem Termal ( Temperatur )

setpoint dari sirkuit untuk beberapa diinginkan suhu. Perubahan suhu termistor

menyebabkan jembatan untuk pergi tidak seimbang dan menghasilkan perubahan

yang sesuai pada tegangan di input dari opamp. Tegangan ini kemudian diperkuat

dan diterapkan ke beban perangkat. Jika beban, seperti elemen pemanas,

dikendalikan oleh sebuah relay atau silikon dikontrol penyearah (SCR), on-off

kontrol dapat dicapai. Ketika sebuah

Gambar 4-21. Referensi Adjustable Op Amp RTD suhu-sensing sirkuit.

kekuasaan transistor atau IC digunakan untuk mengubah konduksi beban,

beberapa derajat variabilitas tercapai. Hal ini memungkinkan kontrol proporsional

atau PID.

INSTRUMENTASI SUHU

Instrumentasi adalah istilah umum untuk perangkat atauprosedur yang

digunakan dalam pengukuran dan evaluasi dari aplikasi proses industri.

Suhuinstrumentasi lebih khusus karena berlaku untuk hal-hal yang digunakan

untuk menguji dan mengevaluasi suhu sistem. Tepat Pengukuran suhu adalah

faktor kunci dalam hampir semua manufaktur operasi, terlepas dari produk terkait.

Dalam termal, sistem instrumentasi dapat diterapkan untuk setiap bagian diskrit

sistem. Hal ini penting bahwa seseorang bekerja dengan jenis sistem (atau aplikasi

kontrol proses yang merespon temperatur) memiliki pemahaman tentang dasar

prinsip-prinsip instrumentasi.Cara yang umum untuk mengklasifikasi semua suhu-

pengukuran instrumen adalah dengan rentang operasi suhu setiap perangkat.

Gambar 4-23 menunjukkan sebuah operasi instrumen kisaran perbandingan

Page 33: Sistem Termal ( Temperatur )

grafik. Perhatikan bahwa beberapa instrumen mungkin mampu mengukur suhu

lebih sama diberikan jangkauan, tetapi tidak semua instrumen yang cocok untuk

pengukuran suhu tertentu.Pemilihan instrumen tertentu juga harus

memperhitungkan seperti

Gambar 4-22. On-off suhu controller.

Gambar 4-23. Instrumen mengukur suhu jangkauan. (Courtesy Honeywell, Inc)

hal waktu respon, akurasi, harapan hidup, dan metode dasar operasi. Secara

umum, alat ukur harus kompatibel dengann kemampuan controller, proses, dan

sistem.

Page 34: Sistem Termal ( Temperatur )

INSTRUMENTASI NON ELEKTRIK

Pengukuran temperatur dibagi menjadi dua klasifikasi umum: non

electrical instrumen dan instrumen listrik atau elektronik. Nonelectrical

instrumentasi dikembangkan pertama dan mungkin memiliki lebih aplikasi hari

ini daripada instrumentasi listrik atau elektronik. Nonelectrical instrumentasi

dasarnya mencontohkan prinsip ekspansi. Perubahan suhu menyebabkan

perubahan dimensi dalam bahan padat, atau menyebabkan gas, uap, atau cairan

untuk berkembang. Sebagai hasil dari tindakan ini, perubahan suhu bisa diubah

menjadi perubahan fisik atau mekanis yang dapat dibaca pada skala dikalibrasi.

Sistem Pengisian Termometer

Prinsip ekspansi volumetrik cair dengan suhu semakin meningkat ing

adalah salah satu metode tertua yang digunakan untuk penentuan suhu. Batang

kaca termometer, yang menggunakan prinsip ini, adalah

dikembangkan oleh GD Fahrenheit pada abad kedelapan belas. Dalam umum

berbagai -500 ° F sampai 1000 ° F, jenis indikator tentang pentingnya dengan

metode lainnya hari ini. Termometer sistem penuh-adalah tabung kaca, dengan

lubang kecil bosan memanjang dan reservoir bola di salah satu ujungnya.

Konstruksi ini ditunjukkan pada Gambar 4-24. Ketika reservoir diisi dengan

cairan, udara yang tersisa dikeluarkan dari tabung dan bagian atas tabung disegel.

Hal ini menciptakan sistem tertutup ekspansi termal.Dalam wadah tertutup yang

memiliki luas volume tetap tapi lebih besar, cair akan memperluas menurut suhu

lingkungan. Perluasan murni merkuri adalah 0,01 persen / ° F, dan linear dari

pembekuan perkiraan yang titik -38 ° F hingga titik didih 1000 ° F. Aplikasi

industri termometer yang umum. Beberapa termometer secara permanen terpasang

ke suatu sistem, sementara yang lain portabel.Dalam kedua kasus, termometer

terbatas untuk mengarahkan aplikasi membaca yang tidak mudah beradaptasi

dengan situasi pengendalian rekaman atau otomatis.Dengan beberapa derajat

modifikasi, adalah mungkin untuk beradaptasi termometer prinsip untuk

melakukan operasi ini.

Page 35: Sistem Termal ( Temperatur )

Gambar 4-24.Pengisian termometer

Pengisian suhu-pengukuran instrumen adalah hasil dari modifikasi ini. Sebuah

instrumen-pengukuran suhu diisi mirip dengan penginderaan elemen, tabung

kapiler, dan tekanan-volume elemen dari sistem yang penuh- controller. Dalam

instrumen-pengukuran suhu, hasil akhir yang operasi pembacaan dapat digunakan

pada skala dikalibrasi. Suhu jangka perekam sering digunakan untuk

menggambarkan jenis perangkat dalam industri. Khas industri penuh-sistem

termometer biasanya mempekerjakan diagram lingkaran sebagai skala dikalibrasi,

dengan pena rekaman melekat pada unsur tekanan. Gambar 4-25 menunjukkan

pembesaran spiralnBourdon unsur alat rekaman. Instrumen jenis ini tersedia untuk

kelas I, II, III atau operasi. Ini memiliki rentang dari -450 ° F sampai 1450 ° F.

Gambar 4-25. Dipenuhi sistem elemen tekanan pengukuran.

Termometer Bimetal

Termometer bimetal adalah nonelectrical suhu-pengukuran instrumen

yang menemukan tentang jumlah yang sama dari penerimaan dalam industri

sebagai termometer kaca bohlam. Termometer bimetal menggunakan koefisien

Page 36: Sistem Termal ( Temperatur )

prinsip ekspansi linier. Prinsip ini menyatakan bahwa yang solid bahan akan

mengubah dimensi ketika suhunya berubah. Jika dua

jenis dari sambungan logam terikat bersama-sama dan dipanaskan, yang

dihasilkan Strip akan menekuk ke arah logam dengan ekspansi yang lebih rendah

tingkat. Jumlah defleksi yang terjadi yang terjadi sebanding dengan

persegi panjang, dan perubahan total dalam suhu berbanding terbalik dengan

untuk ketebalan material. Untuk mengambil keuntungan penuh dari prinsip

ekspansi, elemen dari bimetal termometer harus agak lama. Dalam prakteknya,

elemen tersebut dibentuk menjadi spiral datar atau heliks tunggal. Ujung luar dari

elemen kemudian dipasang pada struktur dan tangan menunjukkan melekat ke

dalam akhir longgar. Peningkatan suhu menyebabkan elemen untuk

angin, yang menghasilkan defleksi jarum jam. Gerakan yang menunjukkan

tangan register perubahan suhu pada skala dikalibrasi. Gambar 4-26 menunjukkan

contoh termometer bimetal spiral elemen. Elemen penginderaan, dalam hal ini,

terkena untuk cepat dan akurat respon terhadap suhu permukaan. Dimana aplikasi

menuntut perlindungan yang lebih baik; elemen dapat terlindung oleh penutup

.

INSTRUMENTASI LISTRIK DAN ELEKTRONIKA

Instrumentasi listrik berbeda dari pengukuran nonelectrical teknik dalam

beberapa cara. Pertama, listrik harus diberikan oleh sumber tambahan untuk

membuat fungsi sistem. Kedua, transducer digunakan untuk mengubah variasi

suhu menjadi sinyal listrik. Tipe ini instrumentasi juga memiliki keuntungan kecil

massa unsur-unsur penginderaan dari daerah pengukuran. Selain itu, instrumentasi

elektronik cocok baik untuk aplikasi portabel, yang meningkatkan fleksibilitas

dari peralatan pengukuran. Instrumentasi listrik dan elektronik diklasifikasikan

menurut operasi dasar prinsip unsur penginderaan. Ini termasuk resistensi

perubahan, generasi tegangan, radiasi, dan perbandingan optik.Elemen

penginderaan atau transduser instrumen ini harus memiliki kemampuan untuk

membedakan antara perubahan suhu dan menilai jumlah panas dalam obyek.

Temperture-Transduser pengukurana dalah sama dengan yang digunakan dalam

elemen sensor pengontrol. Di Bahkan, sensor elemen sering digunakan secara

bergantian di controller dan suhu recorder, dan ini fungsi yang sering

Page 37: Sistem Termal ( Temperatur )

dikombinasikan untuk mencapai kontrol dan suhu indikasi dalam jenis rekaman

kontroler. Operasi dari beberapa instrumen penting tersedia secara komersial dan

digunakan oleh industri sekarang akan dibahas.

Instrumentasi Thermoresistant

Thermoresistant instrumentasi didasarkan pada properti tertentu logam

untuk mengubah perlawanan ketika mengalami untuk memanaskan. Secara

umum, semua logam memiliki

Gambar 4-26. Sebuah bimetal termometer dengan spiral elemen:

(A) Kembali melihat, (B) pandangan samping, (C) Ganda Fahrenheit dan

Celcius skala. ini pertimbangan karakteristik ke mana, tetapi tertentu yang

mempengaruhi logam yang digunakan. Yang paling signifikan dari pertimbangan

ini adalah kemurnian dari logam dan kemampuannya untuk dibentuk menjadi

kawat halus. Selain itu, logam harus merespon perubahan suhu yang cepat,

memiliki berulang koefisien suhu, merespon pada rentang resistensi linier, dan

memiliki resistensi yang tinggi terhadap rasio perubahan suhu.Sensor instrumen

thermoresistant adalah sepotong panjang kawat, di bentuk kumparan, luka di

sekitar inti keramik. Seluruh djemaah adalah kemudian dibungkus dalam selubung

pelindung. Koneksi ke kumparan kawat dibuat dengan melewatkan lead melalui

Page 38: Sistem Termal ( Temperatur )

inti keramik. Hal ini membentuk pertemuan stres lega. Untuk elemen resistensi

detektor khas termal,panjang aktif sensor kecil dibandingkan dengan seluruh

jemaah itu.Thermoresistive elemen penginderaan dibangun dari sejumlah logam

biasa dan paduan, termasuk platinum, nikel, tungsten, dan tembaga. Vanadium,

rhodium, perak, besi, dan tantalum digunakan sesekali. Platinum adalah yang

terbaik cocok untuk aplikasi industri karena sudah tersedia di hampir keadaan

murni dan dapat dengan mudah dibentuk menjadi kawat. Selain itu, ia memiliki

linear perlawanan selama rentang yang sangat berguna. Keakuratan platinum

sehingga baik yang berfungsi sebagai standar internasional untuk mengukur suhu

antara -297,35 ° F dan 1102 ° F. Layar atau pembacaan instrumen thermoresistant

diperoleh dengan menghubungkan output penginderaan-elemen ke sirkuit

jembatan, dua, tiga, dan empat-kawat jembatan sirkuit konfigurasi yang

digunakan saat ini. Sebuah twowire sederhana jembatan rangkaian ditunjukkan

pada Gambar 4-27. Perhatikan bahwa elemen RTD adalah terhubung ke jembatan

sebagai RX. Hubungan perlawanan dari rangkaian jembatan pada Gambar 4-27,

ketika itu seimbang, akan ditampilkan dalam formula ini: R2/R3 = R1/RX Ketika

keseimbangan terjadi, arus melalui R2 dan R3 sama bahwa melalui R1 dan RX

(elemen RTD). Sebuah defleksi nol meter menunjukkan ini kondisi.Untuk

menentukan suhu, resistansi sensor RTD harus pertama ditentukan. Dalam

prakteknya, R3 disesuaikan untuk menghasilkan indikasi keseimbangan pada

galvanometer setelah RTD telah berubah nilai. Ketika itu adalah seimbang,

perlawanan dari RTD kemudian ditentukan dengan rumus: RTD = R3/R2 × R1

Gambar 4-27. Sebuah Dua-kawat jembatan-pengukuran suhu sirkuit.

Ketika nilai dari elemen RTD ditentukan, suhu bisa ditentukan oleh nilai

ini pada grafik ketahanan suhu. Sirkuit suhu Khas jembatan sering R3 dikalibrasi

Page 39: Sistem Termal ( Temperatur )

dalam suhu nilai-nilai, bukan perlawanan. Akibatnya, ketika sirkuit yang

seimbang, suhu membaca langsung dari dial dikalibrasi atau pada skala. Sebuah,

otomatis self-balancing, jembatan Wheatstone perlawanan termometer rangkaian

ditunjukkan pada (A) Gambar 4-28. Dengan jenis sirkuit, setiap kondisi

ketidakseimbangan yang disebabkan oleh panas diterapkan pada elemen

perlawanan diakui dan dikoreksi oleh motor balancing slide-kawat resistor.

Sebuah indikasi dari perubahan ini kemudian direkam pada skala cocok atau

diagram. Pengoperasian termometer jembatan diri seimbang didasarkan pada

tegangan dc dikembangkan di rangkaian jembatan sebagai akibat dari resistensi

elemen. Setiap tegangan dc muncul di AA diubah menjadi tegangan ac dengan

tindakan dari rangkaian opamp helikopter. Dengan masukan transformator

tindakan, iniac melangkah dan diterapkan untuk penguat tegangan di BB. Output

penguat tegangan di CC ini kemudian digunakan untuk menggerakkan power

amplifier. Power-amplifier output pada DD kemudian mengontrol rotasi dan arah

motor balancing. Mesin koneksi dari motor dan slide-kawat potensiometer

dilakukan melalui e-E. Sebagai hasil dari tindakan ini, peningkatan atau

penurunan resistensi elemen secara otomatis dialihkan ke fisik berubah dalam

slide-kawat resistensi, yang nulls jembatan. Tindakan ini dapat juga digunakan

untuk menggerakkan stylus rekaman atau membelokkan meter, yang

mengindikasikan suhu dari elemen perlawanan. Suhu dari perekam jenis ini

biasanya digunakan untuk memonitor nilai temperatur terus menerus dalam

aplikasi kontrol proses. Sebuah Selain keluarga pengukuran-perangkat

thermoresistant adalah portabel jenis pembacaan digital instrumen. Instrumen tipe

ini akan mengukur suhu pada rentang -200 ° F sampai 1000 ° F (-128 ° C sampai

537,7 ° C). Resolusi instrumen ini dengan platinum RTD Probe

Page 40: Sistem Termal ( Temperatur )

Gambar 4-28. Otomatis self-balancing termometer.

adalah 0,1 ° F (0,05 ° C). Model yang sama memiliki rentang dari -50 ° C

sampai 500 ° C, 0 ° F untuk 2000 ° F, dan 0 ° C hingga 1370 ° C. Menempatkan

probe sensor pada permukaan atau dalam bentuk cair,bubuk, udara, atau gas

menyebabkan pembacaan digital instan yang akan diperoleh. Diagram blok

sederhana dari termometer digital perwakilan ditunjukkan pada Gambar 4-29.

Operasi dari sirkuit ini berpusat di sekitar analog-ke-digital (A / D) converter. Ini

bagian dari sirkuit yang dirancang untuk mengubah suhu (informasi analog)

menjadi sinyal digital. Berbagai Sebuah metode konversi yang berbeda dapat

digunakan. Biasanya, A / D converter adalah tegangan ke frekuensi proses

konversi: Perubahan suhu menyebabkan perubahan tegangan, yang kemudian

diterjemahkan ke dalam fre quency. Itu frekuensi muncul sebagai serangkaian

pulsa yang mewakili biner informasi. Data-data ini kemudian dihitung,

diterjemahkan, dan diterapkan pada pembacaan sebagai tampilan suhu. Waktu

respon layar sangat cepat. Beberapa model dari termometer ini akan memicu dan

tahan sebentar pada suhu penginderaan maksimal. Kegunaan dari perangkat ini

dan kesederhanaan operasional dan akurasi membuatnya menjadi industri yang

sangat populer suhu-pengukuran instrumen. Thermocouple Indikator Indikator

suhu Thermocouple menanggapi sifat listrik dari logam. Ketika dua logam

berbeda yang dipanaskan pada umum connection, tegangan dc yang dihasilkan.

Tegangan yang dihasilkan diukur pada ujung-ujung bebas dari kabel termokopel

dapat digunakan untuk menunjukkan suhu diterapkan pada persimpangan

Page 41: Sistem Termal ( Temperatur )

pengukuran. Gambar 4-30 menunjukkan disederhanakan sirkuit diagram dari

indikator suhu termokopel. Dalam industri aplikasi, ini jenis instrumen yang biasa

disebut millivolt sebuah pirometer atau hanya pirometer a.Komponen dasar dari

sebuah pirometer termasuk tipe d'Arsonval dari galvanometer, elemen

penginderaan termokopel, dan kompensasi ulang

Gambar 4-29. Blok diagram dari termometer digital.

.

Gambar 4-30. Suhu pirometer.

sistor. Ketika panas diterapkan untuk persimpangan pengukuran termokopel,

sebuahtegangan yang dihasilkan muncul di bagian ujung bebas, atau sambungan

referensi. Tegangan ini menyebabkan arus yang sesuai pada rangkaian seri

dibentuk oleh meter coil, resistor kompensasi, dan termokopel. Arus melalui

kumparan meteran menghasilkan medan elektromagnetik yang bertentangan

Page 42: Sistem Termal ( Temperatur )

dengan permanen magnet bidang magnet berbentuk tapal kuda sekitarnya

koil. Interaksi antara medan elektromagnetik yang dihasilkan dan

medan magnet permanen menyebabkan kumparan meter untuk memindahkan atau

membelokkan. Sebuah menunjukkan pointer melekat pada kumparan

menampilkan jumlah defleksi pada derajat atau milivolt.Beberapa jenis

termokopel yang tersedia saat ini untuk industri aplikasi. Kombinasi dari logam

harus memiliki cukup linier suhu-millivolt hubungan untuk menjadi nilai dalam

jenis pengukuran.

Gambar 4-31 menunjukkan suhu-millivolt karakteristik

Page 43: Sistem Termal ( Temperatur )

Gambar 4-32. Termokopel menunjukkan perekam suhu untuk keseimbangan terus

menerus.(Courtesy Honeywell, Inc)

dari jenis umum beberapa termokopel. Sebuah perekam yang menunjukkan sirkuit

diagram untuk terus-balance termokopel suhu-pengukuran sistem ditunjukkan

pada Gambar 4-32. Perhatikan bahwa sirkuit ini mirip dengan resistensi jembatan

self-balancing Wheatstone termometer pada Gambar 4-28. Perbedaan utama

antara dua sirkuit adalah di koneksi termokopel ke jembatan, tapi final

pengoperasian sirkuit ini pada dasarnya sama. Tahap konversi

dari rangkaian pada Gambar 4-32 menggunakan unit elektromagnetik bukan

sebuah Gambar 4-31. Suhu-millivolt karakteristik termokopel khas.

176 Sistem Kontrol Proses Industri OpAmp. Jenis konversi telah tersedia selama

beberapa tahun, dan dapat diandalkan dan banyak digunakan dalam perekam

suhu. Ketika pengukuran termokopel yang lebih akurat yang diinginkan,

adalah umum untuk menggunakan dingin-junction kompensasi. Dalam situasi ini,

referensi persimpangan ditempatkan antara termokopel dan perangkat meter atau

pembacaan. Sambungan referensi kemudian dipertahankan pada suhu konstan

0 ° C (32 ° F). Variabel-satunya yang tetap adalah suhu dingin persimpangan dan

hambatan dari referensi-junction kabel pembacaan timah. Khusus dingin

persimpangan kompensator dan es-titik sel menyederhanakan pengukuran ini

teknik.

Instrumentasi Termistor

Termistor adalah salah satu temperature measuring paling sederhana dan

paling serbaguna tersedia komponen. Komponen ini, menjadi perangkat solid-

state, berbeda dari rekan RTD dengan memiliki suhu negatif koefisien hambatan.

Akibatnya, peningkatan suhu menyebabkan yang sesuai penurunan resistensi.

Efek ini adalah kebalikan dari yang di logam yang memiliki koefisien temperatur

positif. Hambatan dari termistor terutama dikendalikan oleh suhu lingkungannya.

Bila menggunakan termistor tertentu, adalah mungkin untuk memprediksi

bagaimana akan merespon perubahan suhu. Referensi-suhu perlawanan dan suhu

lingkungan di mana termistor ditempatkan harus diketahui untuk menentukan

respon. Prediksi jenis ini dapat dicapai dengan menggunakan pabrikan

Page 44: Sistem Termal ( Temperatur )

perlawanan- suhu tabel. Proses pengukuran suhu dengan termistor hanya

melibatkan memantau perubahan sirkuit yang sesuai pada arus atau tegangan.

Rangkaian pada Gambar 4-33 menunjukkan sumber energi dc, sebuah resistor

variabel, sebuah termistor, dan microammeter a. Setiap perubahan suhu yang

terjadi sekitar thermistor akan menghasilkan perubahan arus. Dengan meter

dikalibrasi nilai suhu, pembacaan langsung dapat diperoleh. Dalam

jenis sirkuit, thermistor mungkin berlokasi jarak jauh dari yang lain

rangkaian komponen tanpa mengganggu akurasi. Tambahan tembaga

kawat, misalnya, hanya menambahkan sedikit perlawanan sirkuit ke

biasanya tinggi resistansi sirkuit. Resistor variabel (R1) menyediakan kalibrasi

untuk rangkaian termistor pada Gambar 4-33 Kisaran microammeter memiliki

banyak hubungannya dengan pengaturan dari R1. Hal ini umumnya disarankan

untuk membuat kalibrasi multipoint untuk sirkuit jenis ini, sebuah termistor khas

tidak biasanya memiliki berbagai linearitas. Hal ini juga penting untuk memiliki

tegangan sumber stabil ketika sirkuit yang digunakan untuk jangka waktu yang

lama, ini akan menjamin kalibrasi yang tepat. Tegangan sumber harus disimpan

minimal nilai untuk mengurangi efek pemanasan sendiri dari thermistor.

Termistor biasanya digunakan dalam jenis jembatan konfigurasi sirkuit.

Sebuah jembatan telah meningkatkan sensitivitas terhadap jenis rangkaian sirkuit.

Jembatan dapat diberi energi dengan baik ac atau sumber daya dc. Mereka

memiliki voltmeter atau ammeter indikator dan empat lengan perlawanan.

Sensitivitas

Gambar 4-33. Suhu termistor-pengukuran sirkuit.

Page 45: Sistem Termal ( Temperatur )

indikator menentukan suhu-range kemampuan sirkuit. Dalam beberapa kasus,

defleksi skala penuh dari meteran mungkin sesuai dengan pembacaan hanya

itu.Gambar 4-34 menunjukkan jembatan empat lengan sederhana di mana

thermistor membentuk salah satu lengan. Sebuah microammeter atau

millivoltmeter digunakan sebagai indikator. Resistor variabel digunakan untuk

menyeimbangkan jembatan. Jembatan mungkin seimbang untuk null pada suhu

berapa saja dalam kisaran operasi thermistor. Bila jembatan ini nulled, rumus

berikut ini berlaku: R1/R3 = R2/R4 Nilai R2 kemudian dapat ditentukan dengan

rumus transposing sehingga: R2 = R1 × R4/R3 Jika R3 dan R4 adalah nilai yang

sama, R4/R3 sama dengan 1. Ini berarti bahwa pengaturan R2 langsung

menunjukkan perlawanan dari thermistor. Termistor resistensi untuk suhu apapun

dapat secara akurat ditentukan jika presisi resistor disesuaikan digunakan untuk

R2. Sebuah perlawanan dekade kotak atau dikalibrasi slide-kawat resistor

biasanya digunakan untuk tujuan ini. Hambatan nol kemudian dapat

dikonversikan ke satuan suhu, dalam derajat. Dalam komersial jembatan termistor

disiapkan, pengaturan perlawanan dari R2 dapat lulus

Gambar 4-34. Termistor jembatan.

langsung dalam derajat. Nilai suhu yang diambil langsung dari pengaturan

dari resistor. Ketika termistor dua digunakan dalam jembatan, diferensial

perbandingan dapat dibuat. Jika kedua termistor ditempatkan di lengan yang

berbeda dari jembatan, ketidakseimbangan sirkuit lebih besar terjadi dengan setiap

perubahan suhu; jadi jika termistor cocok digunakan, adalah mungkin untuk

mendeteksi suhu perubahan sekecil 0,0005 ° C. Gambar 4-35 menunjukkan

Page 46: Sistem Termal ( Temperatur )

termistor dua jembatan sirkuit. Ketika termistor yang digunakan untuk

menggerakkan perangkat yang mencapai beberapa bentuk pengukuran, umumnya

membutuhkan amplifikasi. Dalam hal ini, termistor sedang digunakan untuk

mendapatkan data, seperti perubahan suhu, untuk mencapai kontrol sirkuit atau

perangkat beban. Suatu pengendalian disederhanakan termistor rangkaian

ditunjukkan pada Gambar 4-36. Ketika sirkuit diberi energi oleh saklar, resistor

R1 harus disesuaikan untuk menghasilkan indikasi null pada milliammeter. Ini

mengkalibrasi sirkuit untuk suhu lingkungan. Tamak termistor dengan tangan

akan menyebabkan ketidakseimbangan dan menghasilkan arus membaca di

milliammeter tersebut; menghapus tangan akan menyebabkan sirkuit membaca

untuk kembali ke keadaan nol. Sebagai aturan, setiap perubahan dalam

perlawanan termistor akan menyebabkan respon dalam output dari sirkuit ini.

Resistor R2 bisa dipertukarkan untuk input dc relay solid-state dan memberikan

kontrol dari beban yang cukup besar.Suhu termistor-pengukuran sirkuit pada

dasarnya sensitif, stabil, dan cepat merespon. Mereka membutuhkan sirkuit agak

sederhana, memimpin

Gambar 4-35. Diferensial termistor jembatan.

panjang bukan masalah yang signifikan, dan polaritas perangkat tidak efektif

mengubah operasi sirkuit. Selain itu, termistor tidak memerlukan referensi

suhu atau dingin-junction kompensasi, dan agak murah. Kelemahan nya adalah

non-linear di atas rentang yang luas dan ketidakstabilan untuk suhu lebih dari 200

° C. Kemampuan termistor untuk menghasilkan perubahan dalam perlawanan

Page 47: Sistem Termal ( Temperatur )

yang hampir seluruhnya merupakan fungsi temperatur membuatnya perangkat

penting pengukuran.

Gambar 4-36. Termistor kontrol sirkuit

RADIASI PIROMETER

Pyrometry Radiasi mengacu pada metode untuk mengukur suhu

dari suatu obyek dengan jumlah energi panas terpancar dari permukaannya,

Melalui metode pengukuran, suhu dapat ditentukan tanpa kontak langsung dengan

objek. Jenis khusus dari sistem optik dipekerjakan yang mengumpulkan energi

terlihat dan inframerah dan fo cuses pada detektor elemen, yang mengubah energi

ini terkonsentrasi menjadi listrik sinyal. Sinyal tersebut kemudian diperkuat dan

diterapkan pada elemen pembacaan atau tampilan, yang menunjukkan suhu

dengan defleksi meter, rekaman grafik mekanisme, layar digital, atau terminal

komputer. Gambar 4-37 menunjukkan diagram dari sistem pirometer radiasi.

Detektor energi dari pirometer radiasi sering mempekerjakan

perangkat yang dikenal sebagai sebuah thermopile. Secara teknis, thermopile

adalah sejumlah termokopel diskrit terhubung bersama-sama secara seri. Energi

panas adalah difokuskan melalui lensa optik ke pusat thermopile tersebut.

Komposit output dari perangkat ini adalah tegangan dc yang berbanding lurus

dengan jumlah energi panas yang jatuh di permukaan.

Page 48: Sistem Termal ( Temperatur )

Gambar 4-37. Sederhana radiasi pirometer suhu-pengukuran sistem.

Sebuah pirometer radiasi dapat mengukur suhu antara 70 ° F dan3500 ° F (21 ° C

ke 1926 ° C) dengan sasaran sekecil 6mm. Diagram tersebut unit ditunjukkan

pada Gambar 4-38. Unsur foton detektor khusus digunakan dalam unit ini untuk

mengubah energi panas menjadi energi listrik dc. Sinyal terganggu 1.380 kali per

detik dengan helikopter, yang mengubah dc yang menjadi sinyal ac. Sinyal ini

kemudian diperkuat oleh high gain operasional penguat dan diterapkan pada

demodulator. Sinyal lain helikopter, dengan pulsa dalam sinkronisme dengan

sinyal asli, diterapkan pada demodulator masukan. Output demodulator adalah

sinyal dc yang diterapkan pada meter atau perakitan pembacaan. Instrumen tipe

ini cocok untuk mengukur suhu di atmosfer tungku, objek bergerak di rolling

mills, atau mereka di luar jangkauan alat ukur suhu-konvensional.

Termometri Inframerah

Sejumlah kemajuan yang unik di optoelektronik teknologi telah mengakibatkan

dalam berbagai inframerah (IR) termometer untuk industri dan ilmiah digunakan.

Jenis pengukuran noncontact izin instrumen permukaan yang panas, bergerak

perangkat, dan wilayah yang tidak terjangkau di lokasi terpencil. Ini akan

mengukur suhu tinggi dan rendah pada jarak pendek dan dapat disesuaikan untuk

jarak jauh target. Pengukuran memiliki akurasi dalam 1 persen untuk suhu sampai

5400 ° F (3000 ° C), dengan waktu respon 250 ms. Hampir semua unit jenis ini

memiliki pilihan laser-penampakan yang membuatnya mudah untuk menentukan

target kecil pada jarak dalam kondisi cahaya rendah. Teori operasional sebuah

termometer inframerah adalah optoelektronik prinsip. Energi yang dipancarkan

oleh semua benda memiliki suhu lebih besar dari nol mutlak. Emisi energi

meningkat sebagai objek akan lebih panas. Hal ini memungkinkan pengukuran

suhu dengan menentukan jumlah energi yang dipancarkan dari permukaan objek.

Page 49: Sistem Termal ( Temperatur )

Para dipancarkan energi radiasi di bagian inframerah dari spectrum

elektromagnetiktrum. Sebuah versi genggam dari pirometer radiasi dengan

pembacaan digitalsering digunakan. Perangkat ini biasanya menggunakan vakum-

disimpan khususultrastable IR sensor dari-logam komplementer-semikonduktor

oksida-(CMOS)-sirkuit terpadu keluarga. Instrumen ini terutama dirancang untuk

mengukur suhu sampai 3200 ° F (1760 ° C) melalui api dan asap tebal.

Gambar 4-38. Diagram dari sebuah pyrometer inframerah

Itu sering merespon energi di kisaran 3,5-4,1 mikron. Rentang respon sempit

meminimalkan kesalahan yang disebabkan oleh pantulan dari dinding dan api.

Pembacaan suhu dari instrumen yang diperbarui tiga kali per detik. Instrumen ini

mengukur suhu objek sampai 150 ft pergi dan akan merespon diameter target

hanya1 dalam dari jarak 10 ft termometer pistol gaya ringan adalah tujuan umum

instrumen yang merespon gelas cair, keramik, logam, terak, dan anil bahan.

RINGKASAN

Page 50: Sistem Termal ( Temperatur )

Dari semua proses manufaktur yang digunakan dalam industri saat ini,

suhu yang paling sering digunakan. Lebih dari 50 persen dari pengukuran dibuat

dalam industri bidang yang berhubungan dengan melibatkan beberapa bentuk

pengukuran suhu. Dalam sistem termal, sumber energi beroperasi dengan

mengubah energi dari satu bentuk ke sesuatu yang berbeda. Energi kimia dan

listrik merupakan sumber energi khas utama untuk panas. Jalur transmisi sistem

termal mungkin cair, padat, atau gas. Transfer energi terjadi melalui konduksi,

konveksi radiasi, atau. Pengendalian sistem termal dirancang untuk mengubah

jalan aliran panas antara sumber dan beban perangkat. Controller biasanya

bertanggung jawab untuk operasi sistem. Itu beban sistem termal menerima panas

dari sumber dan melakukan bekerja fungsi. Indikator sistem terutama bertanggung

jawab untuk mengukur suhu. Industri termal-sistem sumber biasanya

menggunakan bahan bakar fosil atau listrik untuk menghasilkan panas. Bahan

bakar fosil sistem menggabungkan bahan bakar dan oksigen ke

menghasilkan panas.

Energi listrik digunakan untuk menghasilkan panas di 3500 ° F untuk 5000

° F jangkauan. Arc, perlawanan, dan pemanasan induksi yang dihasilkan oleh

listrik. Controller digunakan dalam sistem panas untuk mencapai fungsi kontrol.

Sebuah controller indra suhu sistem dan memutuskan jumlah panas diperlukan

untuk memenuhi tuntutan setpoint operasi. Kontroler akurasi ditentukan oleh

gradien suhu, lag termal, lokasi komponen dan controller seleksi. Instrumentasi

Suhu mengacu pada hal-hal yang terutama dirancang untuk menguji dan

mengevaluasi suhu sistem. Nonelectrical instrumen menanggapi prinsip ekspansi

ketika perubahan suhu terjadi. Unsur memiliki diisi cair, gas, atau uap disegel

dalam elemen tertutup; dan ketika panas diterapkan, materi disegel mengembang

sesuai. Termometer gelas diisi tabung menanggapi prinsip ini. Sebuah sistem yang

penuh- termometer mempekerjakan elemen sensing, tekanan-menanggapi elemen,

dan perangkat grafik atau pembacaan. Termometer bimetal adalah nonelectrical

instrumen di mana bahan berbeda berkembang pada tingkat yang berbeda dan

menyebabkan e lemen yang bengkok atau berubah bentuk. Instrumentasi

elektronik membutuhkan listrik untuk menghasilkan indikasi suhu. Indikator

termokopel menanggapi tegangan dc dihasilkan oleh panas. Nilai-nilai tegangan,

Page 51: Sistem Termal ( Temperatur )

dalam rentang millivolt, dijabarkan ke nilai-nilai suhu yang ditampilkan oleh

meter, perekam strip, atau readouts digital.Termistor yang solid-state elemen yang

memiliki temperatur negatif koefisien. Peningkatan suhu termistor menyebabkan

penurunan dalam perlawanan termistor. Sirkuit Bridge biasanya digunakan untuk

menghasilkan pembacaan sinyal. Pirometer radiasi mengukur suhu suatu benda

dengan merasakan jumlah energi panas yang memancar dari permukaannya.

Sebuah optikm sistem berfokus energi infra merah pada elemen detektor yang

mengubahnya menjadi sinyal listrik. Sinyal pada akhirnya berlaku sendiri ke

perangkat pembacaan. Pirometer radiasi menikah dalam aplikasi tujuan umum s

ampaisampai 1000 ° F dan dalam aplikasi logam panas hingga 3500 ° F. Fitur

yang unik instrumen ini adalah bahwa mereka dapat mengukur suhu suatu yang

bergerak objek tanpa menyentuh objek.