Konsultan ISO – Cara Kerja Termometer Inframerah | Termometer inframerah sudah jadi pemandangan umum: di pintu gerbang pabrik, di lini produksi, ruang laboratorium, sampai di klinik dan rumah sakit. Alat ini praktis karena bisa mengukur suhu tanpa menyentuh objek, cukup diarahkan dan ditekan tombolnya.
Namun, supaya tidak sekadar tembak suhu lalu percaya, pengguna perlu memahami dua hal:
- Bagaimana cara kerja termometer inframerah di balik layar.
- Faktor apa saja yang bisa membuat hasil bacaan akurat atau justru menipu.
Dengan pemahaman ini, kamu bisa mengoptimalkan penggunaan termometer inframerah baik di rumah, di industri, maupun di laboratorium kalibrasi.
Apa Itu Termometer Inframerah?
Termometer inframerah (infrared thermometer) adalah alat pengukur suhu yang bekerja dengan mendeteksi radiasi inframerah yang dipancarkan oleh permukaan suatu benda. Setiap benda yang lebih hangat dari nol mutlak memancarkan radiasi panas. Semakin tinggi suhunya, semakin kuat radiasinya.
Karena tidak perlu kontak langsung, alat ini sering juga disebut:
- Termometer tembak
- Non-contact thermometer
- Laser thermometer (karena biasanya ada sinar laser sebagai penunjuk titik ukur)
Prinsip dasarnya sederhana: permukaan benda memancarkan radiasi, sensor di termometer menangkap radiasi tersebut, lalu sistem elektronik menghitung dan menampilkan nilai suhu.
Prinsip Kerja Termometer Inframerah
Radiasi inframerah sebagai bahasa suhu
Kunci prinsip kerja termometer inframerah adalah radiasi termal. Permukaan benda memancarkan radiasi inframerah yang tak terlihat mata, tetapi bisa dibaca oleh sensor khusus.
Semakin panas objek, energi radiasi yang dipancarkan semakin besar. Termometer inframerah memanfaatkan hubungan ini untuk mengonversi energi radiasi menjadi angka suhu di layar.
Jadi, ketika kamu mengarahkan termometer inframerah ke suatu permukaan, sebenarnya alat itu sedang membaca seberapa kuat radiasi inframerah yang datang ke sensor.
Alur kerja di dalam termometer inframerah
Secara garis besar, cara kerja termometer inframerah di dalam alat bisa dijelaskan dalam beberapa langkah:
- Lensa / sistem optik
Lensa di bagian depan mengumpulkan radiasi inframerah dari suatu area di permukaan objek, lalu memfokuskannya ke sensor. - Sensor inframerah (misalnya thermopile)
Sensor ini mengubah radiasi inframerah menjadi sinyal listrik yang sangat kecil. - Rangkaian pengolah sinyal
Sinyal listrik yang kecil diperkuat, dikompensasi terhadap suhu lingkungan, dan diolah oleh mikrokontroler. - Perhitungan suhu
Mikrokontroler menggunakan algoritma tertentu, termasuk parameter emisivitas, untuk mengubah sinyal tersebut menjadi nilai suhu permukaan. - Tampilan di layar
Hasil hitungan akhirnya muncul di layar LCD/LED dalam satuan °C atau °F.
Inilah jalur dari radiasi inframerah sampai menjadi angka yang kita lihat di layar.
Field of view dan distance-to-spot ratio (D:S)
Setiap termometer inframerah punya spesifikasi field of view dan distance-to-spot ratio (D:S). Ini adalah perbandingan antara jarak alat ke objek dengan diameter area yang diukur.
Contoh:
- D:S = 12:1 berarti pada jarak 12 cm, diameter spot pengukuran sekitar 1 cm.
- Jika jarak 120 cm, spot-nya melebar jadi sekitar 10 cm.
Artinya, kalau objeknya kecil tapi kamu mengukur dari terlalu jauh, termometer akan membaca suhu campuran antara objek dan latar sekitarnya. Inilah salah satu penyebab bacaan tampak tidak konsisten.
Cara Menggunakan Termometer Inframerah dalam Praktik
Langkah umum pengukuran suhu tanpa kontak
Dalam praktik, alur penggunaan termometer inframerah biasanya seperti ini:
- Nyalakan alat dan cek baterai
Pastikan baterai tidak lemah, karena tegangan rendah bisa memengaruhi stabilitas pembacaan. - Atur satuan dan mode
Pilih °C atau °F, dan jika ada, sesuaikan mode pengukuran (misalnya max, min, average) serta pengaturan emisivitas. - Tentukan jarak ke objek
Sesuaikan dengan rekomendasi pabrikan dan perhatikan D:S. Jangan asal jauh atau dekat tanpa tahu spesifikasinya. - Arahkan ke permukaan objek
Pastikan yang terlihat oleh alat adalah permukaan yang ingin diukur, bukan bercampur dengan objek lain di belakang atau sekitarnya. - Tekan tombol pengukuran
Termometer akan membaca radiasi beberapa saat, biasanya hanya hitungan detik. - Baca hasil di layar
Ingat, yang terbaca adalah suhu permukaan. Untuk cairan dalam bejana, benda tebal, atau material berlapis, suhu permukaan bisa berbeda dari suhu bagian dalam.
Faktor yang Mempengaruhi Akurasi Pengukuran
Walaupun cara kerja termometer inframerah terlihat sederhana, banyak faktor yang bisa memengaruhi akurasi pengukurannya. Berikut beberapa di antaranya.
1. Emisivitas permukaan
Emisivitas adalah ukuran seberapa baik suatu permukaan memancarkan radiasi inframerah (skala 0–1).
- Permukaan gelap dan kusam (kulit manusia, karet, kayu, plastik matte) biasanya punya emisivitas tinggi dan mudah diukur.
- Permukaan mengkilap (logam poles, stainless mengkilap, aluminium shiny) cenderung punya emisivitas rendah dan banyak memantulkan radiasi lingkungan.
Jika nilai emisivitas di termometer tidak sesuai dengan karakter permukaan yang diukur, hasilnya bisa meleset jauh.
Banyak model termometer inframerah memungkinkan pengaturan emisivitas. Inilah kenapa memahami prinsip kerja termometer inframerah penting, bukan sekadar tembak, baca, selesai.
Tips: Untuk permukaan reflektif, sering dianjurkan menempelkan tape hitam atau cat matte di permukaan, lalu mengukur di area tersebut agar emisivitas lebih stabil.
2. Jarak dan sudut pengukuran
Jarak dan sudut pengukuran sangat menentukan:
- Jarak terlalu jauh membuat spot pengukuran melebar sehingga suhu yang terbaca merupakan rata-rata area yang lebih besar.
- Pengukuran paling baik dilakukan dengan sudut mendekati tegak lurus terhadap permukaan. Jika sudut terlalu miring, pantulan radiasi dari objek lain bisa ikut terbaca.
Dengan memahami D:S, kamu bisa memilih jarak yang tepat sehingga nilai yang terbaca benar-benar mewakili objek yang diinginkan.
3. Kondisi lingkungan dan gangguan optik
Beberapa kondisi lingkungan yang dapat mengganggu akurasi:
- Uap air pekat, asap, atau debu tebal di antara alat dan objek.
- Sumber panas lain yang kuat di sekitar objek yang bisa memantulkan radiasi ke permukaan.
- Perbedaan suhu lingkungan yang ekstrem sehingga kompensasi suhu internal alat belum stabil.
Pada aplikasi industri, gangguan ini cukup sering terjadi, sehingga posisi operator, jarak, dan sudut pengukuran perlu diatur dengan cermat.
4. Kondisi alat dan kalibrasi
Selain faktor eksternal, kondisi internal termometer juga sangat berpengaruh:
- Lensa depan kotor, berdebu, atau tergores.
- Alat pernah jatuh atau terbentur sehingga sensor dan optiknya bergeser.
- Penggunaan di luar rentang suhu kerja yang diizinkan pabrikan.
Untuk menjaga akurasi, termometer inframerah perlu kalibrasi berkala. Di laboratorium kalibrasi, pengujian dilakukan dengan standar suhu yang terukur dengan baik, sehingga kesalahan baca bisa diketahui dan dikoreksi.
Tips Praktis Agar Pengukuran Lebih Akurat
Agar pengukuran suhu menggunakan termometer inframerah lebih dapat dipercaya, beberapa langkah praktis berikut bisa diterapkan:
1. Pahami spesifikasi alat
Baca manual: ketahui rentang suhu, D:S, pengaturan emisivitas, dan batasan penggunaan (kelembapan, suhu lingkungan, dll). Ini membantu kamu tidak menggunakan alat di luar kemampuannya.
2. Sesuaikan emisivitas
Jika modelnya memungkinkan, atur emisivitas mendekati nilai yang sesuai dengan material yang diukur. Ini membuat prinsip kerja termometer inframerah benar-benar dimanfaatkan secara optimal, bukan asal baca.
3. Pilih titik ukur yang tepat
Hindari area yang basah, berminyak, atau mengkilap. Pilih permukaan yang bersih dan mewakili suhu sebenarnya dari objek tersebut.
4. Atur jarak dan sudut dengan benar
Gunakan jarak sesuai D:S dan usahakan sudut pengukuran tegak lurus ke permukaan. Ini akan mengurangi efek pantulan dan memperkecil area spot yang tidak diinginkan.
5. Minimalkan gangguan lingkungan
Jika memungkinkan, jauhkan objek dari sumber panas lain saat pengukuran, atau posisikan diri sehingga sumber panas tidak masuk ke bidang pandang alat.
6. Lakukan pengecekan dan kalibrasi berkala
Bandingkan sesekali hasil termometer inframerah dengan termometer kontak yang sudah tertelusur, dan pastikan alat dikalibrasi secara rutin, terutama jika digunakan untuk kebutuhan industri, laboratorium, atau kepentingan keselamatan kerja.
Rekomendasi Pelatihan: Training Kalibrasi Kelistrikan yang Direkomendasikan bagi Teknisi dan Engineer
Memahami cara kerja termometer inframerah dan berbagai faktor yang memengaruhi akurasi pengukurannya membuat kita tidak hanya mengandalkan angka di layar, tetapi juga mengerti konteks di baliknya.
Dengan memanfaatkan prinsip kerja termometer inframerah secara benar, mengatur emisivitas, menjaga jarak dan sudut, serta memastikan alat terkalibrasi dengan baik, kamu bisa mendapatkan data suhu yang jauh lebih andal—baik untuk memantau suhu tubuh, memeriksa suhu permukaan mesin, maupun mengontrol proses industri secara profesional.
Jika kamu tertarik memperdalam kemampuan teknis di laboratorium, pelajari juga teknik kalibrasi dan interpretasi data alat ukur bersama SPIN Sinergi, partner terbaik untuk pelatihan profesional laboratorium. Hubungi kami untuk pelatihan teknis berkualitas.
