Actinograf bimetal

Nama :            yusup maulana

Prodi :                         Agribisnis

Semester :      III {Tiga}

Actinograf bimetal

1.      Sejarah :

Di bidang pertanian lama penyinaran dan intensitas radiasi matahari merupakan sumber energi baik dalam proses fotosintesa, yaitu dapat merubah air dan CO2 di dalam tanaman menjadi karbohidrat maupun sebagai energi panas yang dapat digunakan pada proses pengeringan hasil hasil pertanian atau lainnya. Lama penyinaran matahari adalah lamanya matahari bersinar cerah sampai permukaan bumi dalam periode satu hari mulai dari terbit sampai terbenam yang dinyatakan dalam satuan waktu, yaitu jam.Lama penyinaran matahari ini sering kali tidak penuh satu hari. Hal ini dapat disebabkan karena sinar matahari terhalang oleh awan, aerosol atau kabut.Intensitas radiasi matahari diartikan sebagai banyaknya atau jumlah energi dari cahaya matahari yang diterima bumi, pada luas tertentu serta jangka waktu tertentu. Satuan yang banyak digunakan adalah : kalori/cm2/menit disebut juga Langley per menit,

Pengukuran Lama Penyinaran Matahari.

Dari beberapa alat yang dapat digunakan untuk mengukur lama penyinaran matahari, seperti alat tipe Campbell Stokes, alat tipe Yordan, alat tipe Marvin, dan alat tipe Foster, tipe Campbell Stokes merupakantipe yang memperoleh rekonendasi badan internasional untuk digunakan.Dalam keadaan cerah intensitas sinar matahari mampu membakar kertas pias alat tipe Campbell Stokes. Sejak tahun 1962 alat tipe campbel sokes oleh WMO ditentukan sebagai alat baku untuk mengukur lama penyinaran matahari

Mengukur Intensitas Radiasi Matahari Dibandingkan dengan kekuatan alat ukur panjang penyinaran matahari Campbell Stokes, alat ukur intensitas matahari lebih rapuh, memerlukan operator yang lebih terlatih dan diperlukan kalibrasi secara periodik.

Di bidang pertanian intensitas radiasi matahari biasanya diukur akumulasi harian intensitas radiasi matahari gelombang pendek yang jatuh pada suatu

permukaan yang datar. Satuan ukuran bagi intensitas radiasi yang banyak

digunakan adalah kalori/cm2/hari, atau alori/cm2/menit.

Actinometer dan radiometer dikenal sebagai alat untuk mengukur intensitas

radiasi matahari. Dari kedua jenis alat tersebut yang umum digunakan adalah aktinograf bimetal.

Penyinaran matahari mempunyai peranan penting dalam bidang meteorologi. Salah satu alat meteorologi yang digunakan oleh pengamat cuaca untuk mengukur intensitas radiasi matahari total adalah actinograph. Actinograph termasuk alat pengukur intensitas radiasi matahari total yang mencatat sendiri berapa intensitas radiasi matahari yang dipancarkan. Actinograph menggunakan  dua buah logam bimetal sebagai sensor. Logam akan bertambah panjang seiring dengan meningkatnya intensitas radiasi matahari. Perbedaan panjang logam yang kecil akan diperbesar oleh sistem tuas karena adanya pergerakan pena yang sebanding dengan perubahan intensitas radiasi matahari.

Radiasi matahari adalah energi yang dikeluarkan, dipancarkan atau diterima berupa gelombang atau partikel-partikel elektromagnetik.

Berdasarkan asal / sumbernya radiasi dapat dibedakan kedalam 3 klasifikasi yaitu :

1.    Radiasi solar langsung yaitu radiasi yang dikeluarkan oleh matahari. Radiasi yang menembus lapisan terendah atmosfer juga dibedakan dalam beberapa kelas :

·         Radiasi solar langsung yaitu radiasi solar yang datang dari sudut bulat cakram dari matahari.

·         Radiasi solar global yatu radiasi solar yang diterima oleh permukan horizontal berupa radiasi solar langsung dan radiasi yang dihamburkan kearah bawah sewaktu melewati lapisan atmosfer

sky radiasi yaitu radiasi solar yang dihamburkan ke arah bawah oleh lapisan atmosfer (bagian kedua dari radiasi global)

·         Radiasi solar yang dipantulkan yaitu radiasi solar yang dipantulkan ke atas oleh permukaan bumi dan dihamburkan oleh lapisan atmosfer antara permukaan bumi dan titik pengamatan.

2.      Radiasi Terrestrial adalah radiasi yang dikeluarkan oleh planet bumi termasuk   atmosfer

3.      Radiasi total adalah jumlah radiasi solar dan terrestrial.

Dengan banyaknya jenis radiasi matahari yang terdapat dalam atmosphere berarti banyak pula alat- alat yang diperlukan untuk mengukur radiasi. Misalnya :

·         Pyrheliometer untuk mengukur radiasi langsung Solarimeter dan Pyranometer dan actinograph untuk radiasi total

·          Pyrgeometer untuk mengukur radiasi bumi

·         Net Pyrradiometer untuk mengetahui radiasi total .

Actinograph adalah alat untuk mengukur total intensitas dari radiasi matahari langsung. Maksud dari pengukuran intensitas radiasi matahari ini adalah untuk mengetahui total intensitas radiasi yang jatuh pada permukaan bumi baik yang langsung maupun yang dibaurkan oleh atmosfer.

2.      Cara kerja

Bellani (Bellani Pyranometer) dan Thermo Electric Solarimeter.

Alat Aktinograf Bimetal mengukur total radiasi matahari dengan mencatat perbedaan temperatur antara keping bimetal hitam yang terbuka langsung

kena sinar matahari dan 2 keping bimetal yang sama bercat putih atau

tertutup sinar matahari. Perbedaan temperatur ini merupakan fungsi dari total

radiasi matahari yang diterima. Oleh karena itu alat ini hanya cocok untuk

memperoleh intensitas radiasi matahari total harian.

Komponen utama dari alat aktinograf buatan Weather Mrasure Corp antara lain :

-       Empat keping bimetal yang digunakan sebagai sensor. Dua keping hitam terletak ditengah diapit oleh dua keping bimetal berwarna putih mengkilat.

-       Batang pengangkat pena. Pena harus diangkat (dilepaskan dari silinder) pada saat kertas pias akan dibuka.

-       Botol tempat “silica gel” bahan higroskopis untuk melindungi alat dari kelembapan udara yang terlalu tinggi.

-       Botol tinta.

Seluruh bagian alat tertutup kotak berwarna putih metalik. Radiasi matahari atmosfer jatuh kepermukaan sensor melalui kubah kaca “Pyrex”. Jenis kaca tersebut terhadap radiasi gelombang panjang, sehingga yang masuk ke permukaan sensor kira-kira 90% radiasi gelombang pendek antara 0,36-2,0 mikron. Keempat bimetal diikat menjadi satu pada salah satu ujung-ujungnya. Pada ujung lainnya, kedua keping warna putih mengkilat dipakukan kepada kerangka aktinograf, sedangkan kedua keping hitam dihubungkan dengan mekanisme pencatat. Karena keping putih mengkilat bersipat memantulkan

seluruh radiasi yang jatuh dipermukaannya, maka bimetal ini hanya berkompensasi terhadap perubahan suhu ruangan kotak alat. Sedangkan bimetal warna hitam berkompensasi terhadap seluruh radiasi gelombang pendek yang jatuh dipermukaannya, maupun terhadap suhu ruangan dalam kotak alat. Perbedaan suhu antara kedua macam bimetal merupakan fungsi intensitas radiasi gelombang pendek yang jatuh dipermukaannya. Hal ini menghasilkan perbedaan pemuaian dua macam bimetal tersebut untuk kemudian disalurkan kepada mekanik pencatat.Goresan turun naik pena pencatat direkam oleh silinder berpias yang berputar, menghasilkan suatu kurva pada kertas pias. Kertas pias yang digunakan yakni kertas harian atau mingguan. Pada kertas pias harian dapat dibaca intensitas radiasi setiap 15 menit selama periode sehari dan pada kertas mingguan dapat dibaca intensitas radasi setiap dua jam selama periode satu minggu. Akumulasi intensitas radiasi matahari harian atau mingguan dapat dihitung dengan menggunakan planimeter. Dalam perhitungannya harus dimasukan nilai koreksi yang berkaraktersitik untuk tiap alat. Pencatatan oleh aktinograf umumnya mengalami keterlambatan (time lag) kira-kira lima menit sebab adanya kebutuhan waktu untuk merubah penyerapan radiasi oleh sensor menjadi gerak mekanik pena. Nilai kesalahan aktinograf bimetal berkisar antara 10%-15%. Alat ini perlu dikalibrasi kembali setiap enam bulan. Pada pemasangan di lapang hampir sama dengan pemasangan alat Campbell Stokes, aktinograf bimetal diletakkan ditempat terbuka sehingga selama matahari berada diatas horizon bumi, sinarnya harus leluasa mencapai sensor. Penempatan pada bangku bercat putih setinggi 120 cm diatas permukaan tanah, atau di atas menara apabila sulit diperoleh tempat terbuka. Kedudukan alat terutama sensor harus benar-benar datar.

3.      Satuan

• Alat pengukur/pencatat secara automatis Intensitas   Radiasi Matahari.

•  Satuan K Cal/cm² (Langley).

•  Keterangan : Kertas pias diganti setiap hari. setiap kotak kecil = 12 kalori, perhitungan total 1 hari dihitung jumlah kotak  kecil. Alat ini menggunakan sensor Bimetal.

4.      Gambar dan keterangannya

Gambar Aktinograf Bimetal

Keterangan gambar

1.      Kotak penutup alat

2.      Kubah kaca

3.      Kepingan bimetal berwarna putih mengkilat

4.      Kepingan bimetal berwarna hitam

5.      Pena pencatat

6.      Silinder perekam dengan kertas piasnya

7.      Paku bersekrup yang dapat diatur untuk memperoleh kedudukanhorizontal

8.      Piringan putih mengkilat sebagai reflector

9.      Batang pengangkat pena. Pena harus diangkat (dilepaskan darisilinder) pada saat kertas pias akan dibuka

10.  Botol tempat “silica gel” bahan higroskopis untuk melindungi alat dari kelembapan udara yang terlalu tinggi.

11.  Botol tinta.

komponen-komponen utama dari actinograph :

1.      Sensor, yang terdiri dari masing-masing 2 strip bimetal yang bercat hitam dan puti

2.       Glass dome (bulatan bola gelas), mentransmisikan 90% energi elektromagnetik

3.      Plat pengatur bimetal

4.      Mekanik pembesar

5.      Tangkai dan pena pencatat

6.       Drum clock / silinder berputar yang dilengkapi dengan kertas pias

7.       Pengatur atau perata-rata air

8.      Kontainer silica gel, menyerap uap air agar tidak terjadi kondensasi pada permukaan glassdome

9.      Bagian dasar

10.  Penutup atau cover⁽²⁾

Prinsip kerja alat  tersebut adalah perbedaan panjang akibat adanya perbedaan temperatur.   Kemudian bimetal diatur sedemikian rupa sehingga bila kedua lempengan logam berada pada temperatur yang sama maka pena akan menunjukkan angka nol. Kemudian jika terdapat radiasi matahari yang mengenai lempengan - lempengan tersebut, lempengan yang berwarna hitam akan menyerap panas lebih banyak sehingga logam hitam tersebut lebih panjang dibandingkan dengan logam berwarna putih yang sifatnya kurang menyerap panas.⁽¹⁾

Diantara lempengan tersebut disambung dengan pena yang apabila terjadi perubahan temperatur menyebabkan perubahan panjang sehingga potongan lempeng logam tersebut akan menggerakkan pena. Pena tersebut bergerak naik turun. Makin besar intensitas radiasi matahari yang mengenai lempengan logam maka makin besar pula perbedaan temperatur kedua logam tadi. Semakin besar perbedaan temperatur semakain besar pula perbedaan panjang sehingga pena bergerak semakin tinggi.

Sistem pencatatan pena pada pias dilakukan secara mekanis. Pena bergerak naik turun pada pias yang yang digulung pada silinder jam sehingga dapat membuat jejak (grafik) pada kertas pias yang direkatkan pada silinder yang berputar. Kertas pias tersebut terdapat skala waktu dan satuan luas Dari kertas pias tersebut dapat kita peroleh hasil rekaman intensitas radiasi matahari total di suatu tempat selama waktu tertentu ( harian atau mingguan)

Insatalasi  atau pemasangan actinograph:

1.      Letakkan actinograph  pada permukaan datar/rata-rata ± 150 cm diatas permukaan harus bebas dari pohon maupun bangunan yang menghalangi ke arah alat dan bebas dari bahan-bahan yang dapat memantulkan tanah. Lokasi pemasangan sinar kuat ke arah alat

2.      Atur  posisi bimetallic persegi panjang searah utara selatan dan kaca jendela ke arah timur.

3.      Atur traveling alat melalui kaki-kaki yang dapat diatur/diputar

4.      Kebersihan alat harus selalu diperhatikan terutama bagian glassdome

5.       Silica gel harus diganti secara periodik sesuai iklim dimana ia ditempatkan

6.      Seal karet yang terletak pada bagian dasar secara periodik harus diganti terutama jika sudah kurang elastis/rusak ⁽³⁾

Metode operasi actinograph adalah

1.      Awal operasi dimulai pada pukul 06.00 waktu setempat (saat matahari belum belum bersinar)

2.      Buka cover/penutup alat

3.      Lepaskan drumclock dari shafnya

4.      pasang kertas pias, sissi pias tepat terhimpit di penjepit drumclock.

5.      Hidupkan system drumclock .

6.      Pasang drumclock kembali pada tempatnya

7.      Putar drumclock agar ujung pena tepat jatuh pada jam dan hari awal pengukuran

8.      tutup kembali cover/penutup

9.      Setelah matahari terbenam selama 1,5 jam, pias harus diambil

10.  Pada hari berikutnya, ulangi langkah 1 s/d 9.