SELAMAT DATANG DI BLOG SAYA----------SELAMAT DATANG DI BLOG SAYA------------SELAMAT DATANG DI BLOG SAYA

Minggu, 17 Januari 2010

MAKALAH

PENGGUNAAN INFRAMERAH PADA TEKNIK THERMOGRAPHY

Dewi Lusitasari, 90209008

Literatur Riview diajukan untuk memenuhi

tugas mata kuliah Fisika dalam kehidupan sehari-hari


PENDAHULUAN

Gelombang elektromagnetik merupakan salah satu gelombang yang banyak dimanfaatkan dalam kehidupan sehari-hari. Spektrum gelombang elektromagnetik terdiri dari kumpulan berbagai macam spektrum panjang gelombang dengan panjang 10-12 m sampai 103 m (Ilmu Pengetahuan Populer : 1994). Salah satu gelombang yang terdapat dalam spektrum gelombang elektromagnetik tersebut adalah gelombang Inframerah.

Gelombang inframerah adalah gelombang yang unik, karena mempunyai jangkauan panjang gelombang antara 0,75mm sampai dengan 1000mm (Sri sugiarti:2008). Rentang panjang gelombang inframerah yang jauh menunjukkan bahwa gelombang infra merah mempunyai proporsi yang besar dalam jajaran spektrum gelombang elektromagnetik. Apabila dilihat lebih jauh dalam spektrum gelombang elektromagnetik, panjang gelombang infra merah berada diantara panjang gelombang cahaya tampak dan gelombang radio. Karena panjang gelombang inframerah berada di atas cahaya tampak maka gelombang inframerah tidak kasad oleh mata. Sedangkan panjang gelombang inframerah yang lebih pendek dari radiasi gelombang radio menunjukkan bahwa inframerah mempunyai daya tembus yang lebih besar dari gelombang radio. Keunikan lain yang dimiliki gelombang inframerah adalah dapat di pantulkan dan difokuskan oleh cermin.

Salah satu kelebihan lain yang dimiliki gelombang inframerah adalah keberadaannya di alam. Gelombang inframerah dapat ditemukan secara alami ataupun secara buatan. Secara alami gelombang inframerah dipancarkan oleh matahari bersama dengan gelombang elektromagnetik lainya. Secara buatan gelombang inframerah dapat ditemukan pada berbagai material alam yang mengalami peningkatan suhu seperti Silica oksida (SiO2) dan Alumunium Oksida (Al2O2) (Gunawanas :2009). Dengan dasar tersebut maka gelombang inframerah dapat dengan mudah diperoleh baik secara sengaja maupun secara tidak sengaja.

Berbagai kelebihan dan keunikan gelombang inframerah dapat dimanfaatkan dalam teknik thermography. Teknik thermography merupakan sebuah metode sensor yang bekerja berdasarkan suhu. Sensor thermography bekerja dengan cara menangkap radiasi panas yang dipancarkan suatu obyek. Radiasi panas sebuah benda adalah radiasi yang terjadi pada sebuah benda dimana benda memancarkan gelombang elektromagnetik dengan fluk radiasi yang ditentukan oleh benda tersebut, radiasi ini dapat terjadi pada zat padat, cair dan gas (M. Taufik Nurdaiman :2008).

Salah satu keunggulan dari thermography inframerah adalah bekerja tanpa melakukan kontak langsung dengan obyek. Thermography Inframerah bekerja dengan cara mendeteksi pancaran radiasi panas sebuah obyek secara tak langsung (Ari satmoko, Abdul Hafid:2007). Deteksi radiasi secara tak langsung ini mempunyai banyak keunggulan karena obyek dan detektor tidak perlu bersentuhan. Dengan deteksi tak langsung berbagai hambatan yang disebabkan oleh adanya sentuhan dua buah benda dapat dihindari.

Tujuan penulisan literature review ini adalah untuk mengetahui sejauh mana efektifitas dan akurasi penggunaan inframerah pada teknik thermography sehingga informasi yang diperoleh dapat digunakan sebagai bahan masukan dalam menggunakan teknik thermography. Setelah membaca tulisan ini pembaca dapat mengetahui lebih jauh teknik dan cara kerja gelombang inframerah pada teknik thermography.

B. STUDI LITERATUR

1. Karakteristik dan Keunggulan Inframerah

Gelombang Infra merah merupakan salah satu bagian radiasi elektromagnetik. Gelombang elektromagnetik sendiri merupakan kombinasi dari medan listrik dan medan magnet yang berosilasi dan merambat dengan membawa energi dari satu tempat ke tempat lain (Sri sugiarti 2008). Keberadaan gelombang inframerah dalam spektrum gelombang elektromagnetik dapat dilihat dalam deret spektrum gelombang elektromagnet berikut:

Berdasarkan pembagian daerah panjang gelombang pada gambar 1,

sinar infra merah dibagi atas tiga daerah (Arifin Eka S: 2009), yaitu:

a. Daerah Infra Merah dekat mempunyai panjang gelombang 0,75 -2,5 mm
b. Daerah Infra Merah pertengahan mempunyai panjang gelombang 2,5-5,0
mm
c. Daerah infra merah jauh mempunyai panjang gelombang 5,0-1,000
mm

Dalam spektrum gelombang elektromagnetik, gelombang inframerah berada diantara cahaya tampak dan gelombang mikro. Panjang gelombang inframerah yang lebih besar dari cahaya tampak menyebabkan gelombang inframerah tidak dapat dilihat. Salah satu karakteristik inframerah adalah tak kasad mata (J. Andrzej Wrotniak:2009) sedangkan panjang gelombang inframerah yang lebih pendek dari gelombang mikro menyebabkan gelombang inframerah tidak berbahaya apabila terkena oleh tubuh. Panjang gelombang yang dipancarkan oleh gelombang inframerah sejalan dengan panjang gelombang yang dipancarkan oleh tubuh (Rita Lambros:2009).

Sebagaimana gelombang elektromagnetik gelombang inframerah memiliki sifat pantulan, penyerapan dan transmisi yang tergantung dari material yang dikenainya. Gelombang inframerah dapat dengan mudah diserap oleh berbagai material (Serway Jewett:1994:1080). Apabila suhu benda sama dengan suhu lingkungan maka banyaknya radiasi panas yang diserap benda sama dengan banyaknya energi yang dipancarkan benda. Kemampuan untuk memancarkan, menyerap dan mentransmisikan radiasi panas sebuah benda akan memenuhi persamaan (miko : 2009):

a + r + t = 1

keterangan:

a : absorption (penyerapan)

t : transmission (pengiriman)

r : reflection (pantulan)

Kondisi penyerapan dan pemantulan yang ideal dimiliki benda hitam (blackbody) yaitu sebuah benda yang mampu menyerap seluruh radiasi panas yang diterimanya dan memantulkannya kembali. Sebuah benda hitam (blackbody) akan mempunyai kemampuan menyerap radiasi yang berbanding lurus dengan kemampuan memancarkan radiasi (Arthur Beiser :1992:330)

2. Thermography Inframerah

Thermography inframerah merupakan teknik thermography yang menggunakan gelombang inframerah. Salah satu ciri yang dimiliki teknik thermography jenis ini adalah penggunaan detektor inframerah. Thermography Inframerah merupakan thermography yang menggunakan detektor inframerah (Ari satmoko :2008). Detektor inframerah berfungsi untuk menangkap gelombang radiasi panas yang dipancarkan benda. Radiasi yang diterima kemudian diterjemahkan dalam bentuk gambar termal atau termograms melalui Sistem Prosesing Sinyal. Skema termografi inframerah dapat dilihat pada gambar 2

Thermography Inframerah bekerja dengan cara menangkap radiasi termal (inframerah) yang dipancarkan benda (Ari satmoko:2008). Menurut Ari Satmoko dan Abdul Hapid (2007), sebuah benda yang bertemperatur di atas 0K dapat memancarkan sinar inframerah. Besarnya Intensitas radiasi yang dipancarkan benda akan semakin besar jika suhu benda semakin tinggi. Persamaan Stefan Boltzmann dapat digunakan untuk menaksir tingkat pancaran radiasi sebagai fungsi dari suhu, yang dinyatakan dalam persamaan berikut (S.M Sitompul :2009)

I = e s T4

Dengan :

I = Intensitas radiasi yang dipancarakan persatuan persatuan waktu

s = Konstanta Boltzman (5,672 x 10-8 watt/cm2.ºK4)

e = emisivitas (o < e < 1)

T = suhu mutlak (K)

Apabila ditinjau lebih jauh menggunakan teori Planck tentang radiasi benda hitam maka besarnya rapat energi radiasi akan memenuhi persamaan (Arthur Beiser:1992:336)

U (v,) dv =

Keterangan :

U (v) dv = rapat energi

c = cepat rambat cahaya (m/s)

l = panjang gelombang (m)

T = suhu mutlak (K)

v = frekuensi gelombang persatuan volum

Dengan melihat persamaan plank tersebut maka sebuah benda tidak memerlukan suhu yang tinggi untuk memancarkan radiasi. Sebuah benda yang mempunyai suhu ruang hingga pijar dapat memancarkan radiasi. Menurut Arthur Beiser (1992:336) radiasi benda yang dipancarkan sebuah benda pada suhu kamar sebagian besar berada pada daerah inframerah. Hal ini menunjukkan bahwa benda akan mudah memancarkan radiasi inframerah sehingga penggunaan teknik thermography dengan inframerah lebih mudah dilakukan.

Dengan menangkap radiasi inframerah yang dipancarkan sebuah benda thermography inframerah kemudian menghasilkan sebuah gambar distribusi suhu benda yang disebut Thermograms (Ari satmoko:2008). Gambar thermograms merupakan gambar hasil pengukuran secara kualitatif dan kuantitatif dari thermography inframerah. Menurut Ari Satmoko (2008) pengukuran dengan thermography inframerah meliputi dua teknik yaitu teknik kualitatif dan teknik kuantitatif. Teknik kualitatif merupakan kemampuan thermography untuk mendapatkan gambar distribusi suhu sebuah benda kemudian menganalisis gambar yang diperoleh. Sedangkan teknik kuantitatif adalah kemampuan sensor thermography untuk mengukur suhu sebuah benda. Perbedaan pola warna yang dihasilkan pada gambar yang diperoleh menunjukkan keadaan suhu suatu benda. Daerah yang mempunyai suhu yang lebih tinggi akan mempunyai warna sesuai dengan skala pada thermography. Contoh tampilan citra hasil thermography inframerah seperti pada gambar 3.

Gambar warna yang dihasilkan kemudian dianalisis secara kualitatif. Sebagai contoh dalam gambar 3 terdapat koil (semacam relay berjenis kumparan) yang mempunyai warna yang berbeda dengan sekitarnya yaitu warna merah. Hal ini menunjukkan adanya perbedaan suhu yang nilainya dapat dilihat pada skala yang tertera. Apabila suhu yang diperoleh tidak normal maka komponen tersebut disimpulkan mengalami kerusakan yang akan dianalisis lebih lanjut (Ari satmoko :2008).

Ada beberapa faktor yang harus diperhatikan sebelum melakukan pengukuran radiasi termal dengan menggunakan teknik thermography inframerah, yaitu:

a. Daerah batas pengukuran obyek ke thermography inframerah sebaiknya disesuaikan keadaan suhu obyek. Jarak yang tepat akan menentukan fokus atau ketajaman gambar obyek yang diperoleh (Ferry Suyatno: 2008). Untuk menghasilkan jarak yang tepat pada umumnya thermography inframerah dilengkapi alat pengukur jarak.

b. Meminimalisasi pengaruh gangguan radiasi lingkungan dengan cara memilih sudut pandang pengamatan yang tepat, Pada saat melakukan pemotretan dengan thermography inframerah seringkali terjadi pantulan dari benda-benda disekitar obyek.(Miko :2009). Pantulan ini akan dominan jika benda-benda disekitar obyek bersifat mengkilap seperti logam yang licin. Apabila pantulan benda–benda sekitar tidak dapat dihindari maka diperlukan catatan khusus agar tidak terjadi kesalahan pada saat menganalisa.

c. Nilai emisivitas obyek yang diukur. Emisivitas (e) benda bergantung pada sifat permukaan radiasi, emisivitas bernilai 0 untuk benda pemantul sempurna dan bernilai 1 untuk benda hitam (Arthur Beiser:1992:338). Nilai emisivitas benda dapat dilihat dari tabel, sebagai contoh emisivitas untuk baja halus 0,07 dan kuningan 0,6. Nilai emisivitas cenderung naik untuk benda yang permukaanya kasar dan akan semakin turun untuk benda yang permukaannya halus (Miko:2009)

Setelah memperhatikan faktor-faktor dalam melakukan pengukuran dengan thermography inframerah maka pengukuran dengan thermography inframerah dapat segera dilakukan.

3. Efektivitas dan kelebihan penggunaan inframerah pada Teknik Thermography

Thermography inframerah mempunyai beberapa keunggulan sehingga thermography ini dapat dimanfaatkan dalam berbagai keadaan. Salah satu keunggulan yang dimiliki thermography inframerah adalah mempunyai ketelitian yang baik. Dengan deteksi thermography inframerah perbedaan suhu 0,1oC dapat terukur (Ari satmoko:2008). Citra gambar yang diperoleh melalaui pengukuran thermography inframerah mampu menghasilkan pola perbedaan warna benda yang memiliki perbedaan suhu 0,1 oC sehingga analisis gambar akan dapat dilakukan dengan baik. Keunggulan thermography inframerah lainya adalah mampu menghasilkan citra ketidaknormalan pola temperatur sebuah benda dengan cepat (Ari Satmoko, Abdul Hafid:2007). Keunggulan ini sangat diperlukan apabila ingin mendapatkan hasil dengan cepat seperti pada saat deteksi dini flu babi. Thermography inframerah dipergunakan oleh beberapa bandara internasional untuk mendeteksi suhu tubuh manusia. Apabila ditemukan suhu tubuh yang tidak normal maka tindakan selanjutnya akan dilakukan.

Thermography Inframerah mampu menciptakan gambar distribusi panas permukaan sebuah benda yang bersuhu -50oC sampai dengan 2000oC (Ndari : 2009). Suhu benda yang dapat diukur dengan thermography inframerah mempunyai rentang yang jauh. Keadaan ini memungkinkan thermography inframerah dapat digunakan pada berbagai benda baik makhluk hidup maupun benda benda lain yang mempunyai suhu tinggi. Rentang panjang gelombang radiasi yang dapat ditangkap dengan thermography inframerahpun cukup panjang. Thermography dengan inframerah mampu mendeteksi benda dengan panjang gelombang 7,5 sampai dengan 13 mm (M Ozgun Korukcu, Muhsin Kilic dkk:2009)

Nilai lebih therermography inframerah lainya adalah termasuk alat uji yang tidak menimbulkan kerusakan atau cacat pada logam (Sri Nitiswati:2008). Kelebihan ini banyak dimanfaatkan untuk menganalisa kerusakan pada peralatan listrik bertegangan tinggi dan reaktor atom. Selain itu, penggunaan thermography inframerah yang dilakukan tanpa kontak langsung menyebabkan thermography inframerah dapat mendeteksi obyek yang sedang bergerak. Keuntungan penggunaan thermografi tak langsung adalah mengetahui langsung distribusi panas suatu objek tanpa kontak langsung dan tanpa menghentikan kegiatan operasional objek yang diteliti, mengurangi ”Down Time” dan meningkatkan keandalan dan efisiensi (sanggul siregar:2007). Pendapat ini diperkuat oleh Ari satmoko, Abdul Hafid (2007) yang menyatakan bahwa keuntungan deteksi radiasi secara tak langsung adalah dapat memonitor dari jarak jauh, menentukan akurasi lebih cepat dan menghasilkan pola panas pada permukaan benda. Keunggulan thermography dengan inframerah ini menyebabkan thermography inframerah dapat dilakukan kapan saja, cepat dan akurat.

KESIMPULAN

Literature review ini menunjukkan bahwa penggunaan inframerah pada teknik thermography sejauh ini sangat efektif dengan tingkat akurasi yang cukup tinggi. Berbagai keunggulan dapat diperoleh dengan menggunakan thermography inframerah seperti kecepatan dan ketepatan dalam mengambil data, kemudahan dalam menggunakannya serta dapat dilakukan dimana saja dan kapan saja. Kelebihan lain yang dimiliki teknik thermography dengan inframerah adalah tidak menimbulkan kerusakan atau cacat pada obyek sehingga alat ini dapat digunakan untuk keperluan yang luas baik pada manusia maupun pada benda mati.

REFERENSI

Abdul Hafid, Ari Satmoko. (2007), Pemeliharaan prediktif dengan jaringan listrik dengan thermography inframerah, Pusat Teknologi Reaktor dan Keselamatan Nuklir Puspitek Serpong.

Arifin Eka S. (2009). Sisitem Peredaman Kayu Berbasis PLC. D3 Elektronika UNJ. Jurnal Online. Akses tanggal 5 November 2009.

Ari Satmoko (2008). Analisis kualitatif teknik Thermography Inframerah dalam rangka pemeliharaan secara prediktif pada pompa, Pusat Teknologi Reaktor dan Keselamatan Nuklir Puspitek Serpong.

Arthur Beiser. (1992). Konsep Fisika Modern. Edisi ke 4. PT Gelora Aksara Pratama Jakarta.

Ferry Suyatno.(2008). Aplikasi radiasi sinar X di bidang kedokteran untuk menunjang kesehatan masyarakat. Pusat Rekayasa Perangkat Nuklir BATAN Puspitek Serpong

Ilmu Pengetahuan Populer (1994), Jilid 5, Glolier Internasional Inc, PT Widyadara

Miko (2009), Dasar Termografi. http:/termografi.blog.ac.id di akses tanggal 5 November 2009

M Ozgun Korukcu, Muhsin Kilic. (2009). Penggunaan IR Thermography untuk pengukuran suhu di dalam kabin mobil, Jurnal online, Department of Mechanical Engineering, Uludag University, 16059 Bursa, Turkey , akses 18 November 2009




References and further reading may be available for this article. Referensi dan bahan bacaan lebih lanjut mungkin tersedia untuk artikel ini. To view references and further reading you must purchase this article. Untuk melihat referensi dan bahan bacaan lebih lanjut, Anda harus membeli artikel ini.

M Taufik Nurdaiman.(2008). Aplikasi Sistem Pakar pada Sistem Kontrol Temperatur Ruang. Tugas Akhir FMIPA ITB Bandung

Sanggul H Siregar (2007). Pemeliharaan prediktip untuk peningkatan performance pusat listrik tenaga diesel. Blok. Sanggul Siregar.htm. Akses tanggal 18 November 2009

Serway Jewet (1994). Physics for Scientist and Engineers. California State Politechnic University, Ponoma.

S.M Sitompul (2009), Radiasi dalam Sistem Agroforesti, Bahan Ajar

Sri Nitiswati, Roziq Himawan. (2009). Aktivitas SDM Uji tak Merusak Untuk Menyongsong PLTN Pertama di Indonesia. Jurnal online. Seminar Nasional IV SDM Teknologi Nuklir, Batan Yogyakarta. Akses tanggal 5 November 2009

Sri Sugiarti, Hani Rama Putri (2008), Pengaruh radiasi gelombang elektromagnetik pada ponsel tergadap kesehatan manusia. Seminar mahasiswa Fisika 2008, FMIPA ITB, Bandung

http://gunawanas.blog.uns.ac.id/ dipublikasikan 2009/09/09/di akses tanggal 3 Oktober 2009

http://ndari.blog.uns.ac.id, di akses pada tanggal 4 November 2009

Rita Lambros. (2009). http.Electricalbody.com. Akses tanggal 20 September 2009

J Andrzej Wrotniak. (2009). http// Digital Camera Infrared.com. Akses tanggal 2 Oktober 2009

http//googleusercontent.com. Akses tanggal 4 November 2009




References and further reading may be available for this article. Referensi dan bahan bacaan lebih lanjut mungkin tersedia untuk artikel ini. To view references and further reading you must purchase this article. Untuk melihat referensi dan bahan bacaan lebih lanjut, Anda harus membeli artikel ini.

Tidak ada komentar:

Posting Komentar