BAB II DASAR TEORI 2.1 Pengertian Kalibrasi - USU-IR

BAB II DASAR TEORI

2.1 Pengertian Kalibrasi Akurasi suatu instrumen (INKUBATOR PRAWATAN) tidak sendirinya timbul dari suatu rancangan yang baik, tetapi dipengaruhi oleh kinerjanya (performance), stabilitas kehandalan dan biaya yang tersedia (pemeliharaan). Akurasi hanya timbul dari kalibrasi yang benar, artinya hasil pengukurannya dapat ditelusuri melalui pengujian dan kalibrasi terhadap instrumen dengan teratur. Sekalipun alatnya masih baru, tetap harus dikalibrasi dahulu sebelum dioperasikan. Kalibrasi adalah serangkaian kegiatan yang membentuk hubungan antar-nilai yang ditunjukkan oleh instrumen pengukuran atau sistem pengukuran, atau yang diwakili oleh bahan ukur, dengan nilai-nilai yang sudah diketahui yang berkaitan dari besaran yang diukur dengan kondisi tertentu. Dewan Standarisasi Nasional (DNS/1990) mendefinisikan bahwa kalibrasi adalah kegiatan untuk menentukan kebenaran konvensional penunjukan instrumen ukur dan bahan ukur dengan cara membandingkannya terhadap standart ukurannya yang ditelusuri (traceable) ke standart Nasional atau Internasional. Definisi lain kalibrasi adalah kegiatan penerapan untuk menentukan kebenaran nilai penunjukan alat ukur dan data bahan ukur, (definisi : Permenkes No. 363 Tahun 1998). Sedangkan pengujian adalah keseluruhan tindakan yang meliputi pemeriksaan fisik dan pengukuran untuk membandingkan alat ukur dengan standart untuk satuan ukur sesuai guna menetapkan sifat ukurnya (sifat metrologik) atau menentukan besaran atau kesalahan pengukuran. Pengukuran adalah kegiatan atau proses mengaitkan angka secara empiris dan obyektif kepada sifat-sifat obyek atau kejadian nyata sedemikian rupa sehingga angka tadi dapat memberikan gambaran yang jelas mengenai obyek atau kejadian tersebut, (definisi: Permenkes No . 363 Tahun 1998). Setiap peralatan terlebih lagi alat kesehatan yang berhubungan langsung dengan manusia dan sangat kritis (berhubungan dengan nyawa) wajib dilakukan kalibrasi untuk menjamin kebenaran nilai keluaran dan keselamatan atau kalibrasi alat kesehatan, maka alat ukur dan kebesaran standart yang dipergunakan untuk

Universitas Sumatera Utara

pengujian dan kalibrasi alat kesehatan wajib dikalibrasi secara berkala pula oleh Institusi Penguji Rujukan (seperti LIPI). Adapun untuk alat kesehatan, pengujian dan kalibrasi wajib dilakukan dengan kriteria sebagai berikut: 1.

Belum memiliki sertifikat dan tanda lulus pengujian dan kalibrasi

2.

Sudah berakhir jangka waktu sertifikat atau tanda pengujian dan kalibrasi

3.

Diketahui penunjukan keluaran kinerjanya (performance) atau keamanannya (safety) tidak sesuai lagi, walaupun sertifikasi dan tanda masih berlaku

4.

Telah mengalami perbaikan walaupun sertifikat dan tanda masih berlaku

5.

Telah berpindah tempat atau dipindahkan dan memerlukan pemasangan instalasi listrik baru, walaupun sertifikat dan tanda masih berlaku

6.

Jika ada layak pakai pada alat kesehatan tersebut hilang atau rusak, sehingga dibutuhkan data kalibrasi terbaru untuk dapat memberikan informasi yang sebenarnya.

2.2 Tujuan dan Manfaat Kalibrasi Tujuan kalibrasi adalah: 1. Menentukan deviasi kebenaran konvensional nilai yang menunjukkan suatu instrumen atau deviasi dimensi nominal yang seharusnya untuk suatu bahan ukur 2. Menjamin hasil-hasil pengukuran sesuai dengan standart nasional maupun internasional (Dewan Standarisasi Nasional/DNS 1990). Manfaat kalibrasi adalah menjaga kondisi instrumen ukur dan bahan ukur agar tetap sesuai dengan spesifikasinya (DNS 1990). Sedangkan tujuan umum kalibrasi ialah agar tercapai kondisi layak pakai atau menjamin ketelitian dalam rangka mendukung peningkatan mutu pelayanan kesehatan, (Dirjen Pelayanan Medik Depkes, 2001). Fungsinya tentu saja sebagai tolak ukur jaminan keakuratan alat tersebut pada pemanfaatannya. 2.3 Waktu Kalibrasi Waktu kalibrasi suatu alat ukur tergantung pada karakteristik dan tujuan pemakaiannya. Ditinjau dari karakteristiknya, maka makin tinggi kualitas metrologis, makin panjang selang kalibrasinya. Bila ditinjau dari tujuan


pemakaiannya, semakin kritis pemakaiannya, semakin kecil dampak hasil ukurnya, maka semakin pendek selang kalibrasinya. Secara umum selang waktu kalibrasi dipengaruhi oleh jenis alat ukur, frekuensi pemakaian dan pemeliharaan dari alat tersebut. Adapun waktu-waktu kalibrasi biasanya dinyatakan dalam beberapa cara yaitu: 1. Dinyatakan dalam waktu kalender, misalnya enam bulan sekali, setahun sekali dan seterusnya 2. Dinyatakan dalam pemakaian, misalnya 1000 jam pakai, 5000 jam pakai dan seterusnya 3. Kombinasi cara pertama dan kedua di atas, misalnya enam bulan sekali atau 1000 jam pakai, tergantung mana yang dahulu. Untuk alat kesehatan khususnya, telah diatur dalam peraturan Menteri Kesehatan atau Permenkes No. 363/Menkes/per/IV/1998, tentang pengujian dan kalibrasi alat kesehatan bahwa setiap alat kesehatan yang dipergunakan atau sarana pelayanan kesehatan wajib dilakukan pengujian dan kalibrasi oleh institusi penguji, untuk menjamin keteletian dan ketetapan serta keamanan pengguna alat kesehatan. Waktu pengkalibrasian alat kesehatan tertera pula dalam Permenkes No. 363/Menkes/per/IV/1998, tentang pengujian dan kalibrasi alat kesehatan yang dipergunakan atau sarana pelayanan kesehatan wajib diuji atau kalibrasi secara berkala, sekurang-kurangnya satu kali setiap tahun. Suatu kegiatan bisa dikatakan merupakan kegiatan kalibrasi jika kegiatan tersebut menghasilkan: 1. Sertifikasi kalibrasi, 2. Lembar hasil atau laporan hasil kalibrasi yang memuat, mencantumkan atau berisi angka koreksi, deviasi atau penyimpangan, ketidakpastian dan batasanbatasan atau standart penyimpangan yang diperkenankan, dan 3. Label atau penanda. Kalibrasi diperlukan hanya untuk alat yang baik atau sedang dioperasionalkan dan bukan untuk alat yang rusak. Alat rusak haruslah diperbaiki dahulu baru kemudian dilakukan pengujian dan kalibrasi untuk memastikan bahwa alat tersebut betul-betul baik. Dari hasil kalibrasi dapat diketahui kesalahan penunjukan instrumen ukur, sistem pengukuran atau bahan ukur, untuk pemberian nilai pada tanda skala tertentu dan juga dapat dicatat dalam suatu dokumen disebut sebagai sertifikat


kalibrasi atau laporan kalibrasi, dan suatu alat kesehatan dinyatakan lulus kalibrasi bila: 1. Penyimpanan hasil pengukur dibandingkan dengan nilai yang dibandingkan pada alat kesehatan tersebut tidak lebih menyimpang dari yang diijinkan, dan 2. Nilai hasil pengukuran keselamatan kerja, berada dalam nilai ambang batas yang diijinkan. 2.4 Kalibrasi Alat INKUBATOR PERAWATAN dan Metode Pengujiannya Adapun acuan pengujian Departemen Kesehatan sebagai rujukan pengujian dan kalibrasi INKUBATOR (berdasarkan pedoman pengujian dan kalibrasi alat kesehatan Depkes 2001/lihat lampiran) adalah berdasarkan IEC 6011-1, ECRI 410-059/410-20010301 (lihat lampiran), dan dalam penilaian hasil ketidakpastian pengukuran mengacu pada metode ISO Guide/GUM (ISO Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement) dari PUSLIT KIM LIPI (lihat Daftar Pustaka). IEC (International Electrotechnical Commission) merupakan acuan standart keselamatan kelistrikan dalam semua evolusi teknologi, termasuk evolusi teknologi pelayanan kesehatan (Health Care Technology) yang berkembang dengan cepat saat ini. Sedangkan ECRI ( Emergency Research Intitute Care) adalah suatu badan riset pelayanan kesehatan dan mutu (Agency for Health Care Research And Quality) yang ada di Amerika, yang mengeluarkan laporan hasilhasil riset terhadap nilai-nilai dan batasan keluaran beberapa parameter alat kesehatan. Berdasarkan standart tersebut Departemen Kesehatan mengeluarkan nilai-nilai penyimpangan untuk alat INKUBATOR PERAWATAN sebagai berikut: A. Nilai keselamatan dan nilai ambang batas: 1. Tahanan isolasi kabel catu daya dengan pembumian

≤ 2 MΩ

2. Tahanan isolasi kabel catu daya dengan selungkup

> 2 MΩ

3. Arus bocor pada kabel pembumian polaritas normal

≤500µA

4. Arus bocor pada kabel pembumian polaritas terbaik

≤500µA

5. Arus bocor pada selungkupan polaritas normal dengan pembumian

≤100µA

6. Arus bocor pada selungkupan polaritas terbalik dengan pembumian ≤100µA 7. Arus bocor pada selungkupan polaritas normal tanpa pembumian

≤500µA

8. Arus bocor pada selungkupan polaritas terbalikl tanpa

≤500µA

9. Nilai resitansi kawat pembumian

≤0,2Ω


B. Jenis keluaran dan nilai penyimpangan yang diijinkan: 1.

Suhu udara rata-rata UUT

= ±

C

2.

Rata -rata variasi suhu udara

= ±

C

3.

Suhu matras

= ≤

C

4.

Kebisingan

= ≤ 65 Dba

5.

Kecepatan udara

= ≤ 0,35 m/detik

Metode ISO Guide digunakan mendefinisikan ketidakpastian pengukuran sebagai parameter hasil pengukuran yang mengkarakteris disperse nilai-nilai yang dapat dikenakan pada besaran ukur. ISO Guide juga mengandung definisi-definisi penjelasan dan contoh pemakaian serta daftar acuan dan bersifat universal karena dapat digunakan dalam tiap jenis pengukuran . Ada 2 gagasan atau inovasi penting dalam ISO Guide yaitu konsep memakai 2 evaluasi type A dan type B. Type A: dievaluasikan dengan menggunakan metode statistik baku untuk menganalisis satu himpunan pengukuran dan mencakup kesalahan - kesalahan acak. Kesalahan-kesalahan ini dikarakteristikkan dengan taksiran variasi atau simpangan baku, nilai rata-rata atau ekivalen dan derajat kebebasan . Type inilah yang kita gunakan dalam pengujian INKUBATOR PERAWATAN nantinya. Type B: dievaluasikan dengan cara selain statistik pada jumlah pengamatan. Ketidakpastian ini mencakup kesalahan-kesalahan sistematik. Dalam mengevaluasi perlu dicari besaran yang dapat diambil sebagai variasi (keberadaannya diasumsikan). Kesalahan-kesalahan ini dikarakteristikkan dengan taksiran variasi dan simpangan baku, nilai rata-rata (yang mungkin nol) dan derajat kebebasan. Evaluasi Type B diperlukan antara lain dalam, kasus atau untuk sumber kesalahan seperti menafsir sembarangan pengukuran jika pengukuran dilakukan satu kali (tidak dilakukan berulang). Variasi yang berbeda digabungkan dengan menggunakan simpangan baku gabungan. Simpangan baku gabungan adalah ketidakpastian baku dari hasil pengukuran yang didapat dari nilai-nilai sejumlah besaran lain, yaitu akar positif dan jumlah suku-suku yang merupakan variasi besran-besaran dengan bobot sesuai perubahan hasil pengukuran terhadap perubahan besaran tersebut. Ketidakpastian yang dicantumkan dalam sertifikasi kalibrasi dapat dianggap mempunyai bentuk sebaran yang mendekati normal, yang merupakan akibat proses penggabungan komponen-komponen ketidakpastian dalam proses kalibrasi tersebut keteknikan dibutuhkan tingkat kepercayaan yang lebih tinggi atau 95%, dan ini dituangkan dalam sertifikat kalibrasi alat yang digunakan pada penelitian ini atau disingkat dengan dibagi factor cakupannya (lihat table 4.5). Adapun pengujian dan kalibrasi yang dilakukan terhadap INKUBATOR (gambar 2.3) pada penelitian ini meliputi dua unsur penting, yaitu:


1. Uji kualitatif yaitu untuk mengetahui kondisi lingkungan, kondisi fisik dan fungsi komponen alat kesehatan yang meliputi: a. Pengukuran kondisi lingkungan: catu tegangan, konsumsi arus, suhu dan kelembaban ruangan, ini dilakukan dengan avometer, thermometer, hygrometer b. Pemerisaan kondisi fisik dan fungsi komponen yang ada pada alat meliputi 1) Chassis (selungkup) 2) Sekering 3) Tanda atau tampilan 4) Assesoris 5) Kotak kontak 6) Konektor 7) Baterai charger 8) Kabel jala-jala 9) Chamber 10) Temperature probe 11) Matras dan Alarm 12) Sistem perekaman suhu kelembaban 13) Label spesifikasi alat Uji kuantitatif yaitu kegiatan pengukuran untuk mengetahui keselamatan kerja dan kinerja alat kesehatan yang meliputi: A. Pengukuran keselamatan listrik meliputi: tahanan isolasi catu daya, impendasi pembumiaan alat, arus bocor pada chassis (selungkup) dengan menggunakan alat Safety Analyzer (gambar 2.1). B. Pengukuran

pemeriksaan

kinerja

INKUBATOR

PERAWATAN

menggunakan INKUBATOR ANALYZER (gambar 2.2) yang meliputi: pengukuran parameter kinerja inkubator menggunakan incu analyzer a. Inkubator adalah alat bagi bayi yang dapat melihat bayi dan dilengkapi dengan alat pengontrol lingkungan bayi terutama suhu dengan menggunakan udara yang dipanaskan.


b. Inkubator dengan kontrol udara (udara terkontrol) adalah inkubator infan dimana temperatur udara secara otomatis dengan sensor temperature sesuai dengan temperature yang disetel. c. Inkubator dengan kontrol bayi adalah inkubator dengan kontrol udara untuk memiliki kemampuan tambahan dalam mengontrol secara otomatis temperature yang disetel oleh operator. d. Temperatur inkubator adalah temperatur udara pada titik 10 cm di atas titik tengah permukaan matras. M

B

C

D

A

Posisi sensor suhu atau temperatur udara Keterangan : M = Sensor suhu atau temperatur inkubator A, B, C, D = Sensor temperatur udara (titik pengukuran A sampai D dan M adalah sejajar rata dan jarak 10 cm terhadap matras). e. Temperatur rata-rata inkubator adalah rata-rata bacaan temperatur inkubator diambil pada selang waktu regular yang diperoleh selama kondisi temperatur stabil atau mantap atau steady. f. Kebisingan adalah suara alat tersebut, pada saat bekerja tidak mengganggu kondisi pasien dan lingkungannya. g. Kelembaban

adalah

tingkat

kelembapan

pada

daerah

pasien

ditempatkan sesui dengan suhu tubuh dan box incubator.


Temperatur Inkubator Over Shut Perubahan Temperatur

Temperatur Incubator rata-rata O

11 C

Temp. Ruangan

Waktu Pemanasan

Kondisi Temperature Stabil

Waktu u

Karakteristik Perubahan Temperatur Inkubator h. Temperatur rata-rata adalah rata-rata bacaan temperatur diambil pada setiap titik yang ditentukan dalam kompartemen selama kondisi temperatur stabil. i. Teperatur stabil atau ajek adalah kondisi yang diperoleh pada saat temperatur inkubator tidak berubah lebih dari 1˚C selama periode waktu satu jam. j. Temperatur kulit adalah temperatur kulit dari infant pada titik dimana sensor temperatur kulit diletakkan k. Sensor temperatur kulit adalah sensor/gawai yang dimaksudkan untuk mengukur suhu kulit bayi l. Pengontrol temperatur adalah temperatur yang dipilih pada kontrol. m. Kompartemen

adalah

selungkup

yang terkontrol

lingkungannya

dimaksudkan untuk tempat infant dan dengan bagian yang transparan sehingga dapat melihat infant.


Gambar 2.1 International Safety Analyzer 601 Pro XL

Gambar 2.2 Incu Analyzer Keterangan gambar: Temperature Sensor T1: digunakan utuk pengukuran Convection Temperature Sensor T2: digunakan untuk pengukuran Convection atau pengukuran Radiant, digunakan dengan radiant baby adapter supplai dengan INCU Temperature Sensor T3: digunakan utuk pengukuran Convection Temperature Sensor T4: digunakan untuk pengukuran Mattress Temperature, dibuat dari kondisi Relative Humidity: terletak di dalam cover sebelah kanan pada top cover (cover harus dibuka untuk proper pengukuran) Air Flow: Detachable for storage


ON/OFF Switch: tombol untuk penekanan power on/off INCU automatis Temperature Probe Holder: di gunakan untuk hold temperature probe T2 ketika terjadi pengukuran convection Sound Sensor: Internal Microphone di gunakan untuk pengukuran sound. RS-232 port : 9 pin D tipe conector jantan Adapun diagram alur penelitian adalah sebagai berikut: Periksa kondisi lingkungan, kondisi fisik dan fungsi komponen atau aksesoris dari peralatan yang akan digunakan dengan avometer, dan thermometer, serta menghubungkan peralatan dengan sumber arus

Inkubator dengan kabel dihubungkan ke safety analyzer

Incu Analyzer

Hasil uji inkubator dengan menggunakan incu analyzer dapat diihat dari tampilan incu analyzer sebagai data hasil.

Safety Anayzer 601 Pro

Hasil uji inkubator dengan menggunakan safety analyzer dapat dilihat dari hasil print out safty analyzer dan dimasukkan ke dalam data hasil.

Gambar 2.3 Pengujian dan Kalibrasi


2.5 INKUBATOR PERAWATAN Inkubator adalah selungkup diperuntukkan bagi bayi, memiliki bagian transparan yang dapat untuk melihat bayi yang dilengkapi dengan alat pengontrol lingkungan bayi yang dilengkapi dengan alat pengontrol lingkungan bayi terutama suhu, dengan menggunakan udara yang dipanaskan. Adapun fungsi inkubator adalah: 1. Oksigenasi, melalui oksigen suplemen dengan tudung kepala atau kanula hidung, atau bahkan saluran udara tekanan positif continue (CPAP) atau ventilasi mekanik. Bayi dengan sindrom gangguan pernafasan adalah penyebab utama kematian bayi prematur, dan ini dapat diminimalisasi oleh fungsi dari CPAP, selain itu juga dengan mengelola surfaktan dan menstabilkan gula darah, cairan fisiologis tubuh dan tekanan darah. 2. Observasi, perawatan intensif neonatanmodern yang canggih meliputi pengukuran suhu, respirasi, fungsi jantung, oksigenasi, dan aktivitas otak 3. Perlindungan dari suhu dingin, infeksi, kebisingan, draft dan penanganan kelebihan inkubator dapat digambarkan sebagai bassinets tertutup dalam plastik, dengan peralatan kontrol suhu yang dirancang untuk menjaga mereka tetap hangat dan membatasi eksposur merekea terhadap kuman 4. Penyediaan gizi melalui sebuah intravena kateter atau NG tube 5. Administrasi obat (pemberian obat-obatan) 6. Mempertahankan keseimbangan cairan dengan menyediakan cairan dan menjaga kelembaban udara, baik kelembaban yang tinggi dari kulit dan penguapan dari pernafasan bayi. Jenis-jenis inkubator perawatan, yaitu: 1) Inkubator perawatan baby adalah inkubator perawatan bayi yang lahir prematur dan bayi normal dilengkapi hanya dengan oksigen saja. 2) Infant inkubator baby adalah jenis inkubator perawatan bayi yang lahir tidak normal bayi baru lahir neonatal yang emergensi dilengkapi dengan oksigen, blue light, heater pemanas di atas bayi.


2.6 CARA KERJA INKUBATOR PERAWATAN 2.6.1 Mengatur Sensor Kelembaban Inkubator bayi merupakan salah satu alat medis yang berfungsi untuk menjaga suhu sebuah ruangan supaya suhu tetap konstan atau stabil. Pada modifikasi manual-otomatis inkubator bayi, terdapat sebuah boks kontrol yang dibagi menjadi 2 bagian (bagian atas dan bagian bawah). Boks bagian atas digunakan untuk meletakkan sensor, kontroler, rangkaian elektronik, sedangkan box bagian bawah dibagi menjadi 3 ruangan yang dibatasi dengan sekat, yang digunakan untuk meletakkan heater, tempat atau wadah air dan kipas. Sensor yang digunakan adalah sensor suhu (PT 100) dan sensor kelembaban diletakkan di dalam box tidur bayi (di luar boks kontrol). Pada sensor suhu PT 100 dan sensor kelembaban terdapat display yang sekaligus sebagai driver sensor digunakan untuk mengetahui serta memberikan setting suhu dan kelembaban dalam ruangan boks tidur bayi sesuai yang dikehendaki. Yang menjadi aktuator dari alat ini adalah heater dan kipas. Heater berfungsi sebagai pemanas ruangan, sedangkan kipas berfungsi untuk menyalurkan udara panas yang dipancarkan heater menuju ruangan tempat air dan menuju boks tidur bayi melalui selang. Sedangkan kontrolernya, digunakan sebuah PIC Microchip 16F877A. Dimana PIC tersebut juga berfungsi untuk menghubungkan boks kontrol dengan computer (CPU) secara serial supaya dapat memberikan tampilan serta dapat memberikan setting sesuai dengan yang dikehendaki melalui komputer. Sebuah inkubator (buka hangat atau isolett) adalah suatu alat yang digunakan untuk mempertahankan kondisi lingkungan yang sesuai untuk neonates (bayi yang baru lahir). Hal ini digunakan dalam kelahiran prematur atau untuk beberapa bayi baru lahir yang rentan penyakit. 2.6.2 Cara Pengoperasian dan Fungsi Tombol Inkubator 1. Tempelkan inkubator pada ruangan dengan suhu 250C-300C dan tidak terkena semprotan langsung udara dingin AC atau radiasi sumber panas 2. Isi botol reservoir dengan aquades atau air destilasi sampai strip maksimum water level dan check selama pemakaian jika level air di bawah strip minimum water level maka harus ditambah air lagi. 3. Pasang konektor skin probe pada inkubator kemudian masukkan steker arde inkubator pada tegangan 220V AC kemudian tekan switch power ON 4. Pilih sistem operasi inkubator skin atau servo atau air manual dengan menekan switch servo manual sistem yang dipilih ditujukan oleh led hijau


5. Tentukan suhu yang dibutuhkan oleh bayi kemudian tekan switch up + set secara bersamaan, untuk menurunkan seting down-set 6. Suhu inkubator akan tercapai dalam ± waktu 30 menit dan inkubator siap digunakan masukkan pasien ke dalam inkubator dan tempelkan skin probe pada kulit bayi bagian perut pakai plester 7. Kelemahan dalam inkubator ditunjukkan dalam lcd humudyti level ke kanan untuk menurunkan ke kiri untuk menaikkan kelembaban dalam inkubator 8. Gunakan switch mute di bagian bawah panel untuk mematikan suara alarm selama ± 5 menit. 2.6.3 Cara Penggunaan Suhu Pada Alat Inkubator Cara memakai suhu inkubator bayi modern yang temperaturnya diatur oleh sistem kontrol. Temperatur pada saluran-saluran supllai udara merubah tahanan thermisor dibandingkan dengan suatu tahanan tetap identik dengan suhu yang dikehendaki atau diset. Jika suhu udara memasuki tempat bayi atau chamber lebih rendah dari pada suhu yang diset, daya dihubungkan ke heater untuk mengoreksi perbedaan ini. Pada sistem kontrol, jumlah daya yang diberikan ke heater sebanding dengan perbedaan atau selisih suhu di antara suhu udara yang sebenarnya dengan suhu yang diset. Hal ini berarti daya berkurang sewaktu suhu mencapai set poin (suhu yang diset), merupakan gambaran penting mengenai contoh lebih presisi dan untuk memperkecil kemungkinan melebihi setting. Bila suhu yang dikehendaki tidak tercapai, alarm akan berbunyi. Hal-hal yang perlu diperhatikan: a. Tegangan b. Kebersihan chamber c. Setting suhu d. Alarm e. Aksesoris f. Pembumian Inkubator bayi adalah tempat penyimpanan bayi yang baru lahir, suhu di dalam bayi inkubator disesuaikan dengan suhu tubuh ibunya yaitu sekitar 32360C, perlengkapan sebuah baby inkubator pada umunnya terdiri dari sensor suhu, heater, dan sistem alarm (buzzer). Setting suhu dilakukan dengan menekan tombol pemilihan (keypad) dan ditampilkan pada LCD, sehingga sensor suhu digunakan IC LM35 yang mendeteksi suhu di dalam inkubator tak satupun orangtua yang menginginkan bayinya lahir premature pada usia kehamilan kurang dari 37 minggu. Namun bila harus demikian, apa boleh buat! Tentu harus menerima


kenyataan dengan berbesar hati. Bayi prematur memang cenderung lebih mudah terserang infeksi dibandingkan bayi cukup bulan karena fungsi organ belum sempurna. Sering kali bayi prematur tetap harus tinggal di rumah sakit walaupun si ibu sudah diperbolehkan pulang. Selama dirawat, bayi mungil tersebut diletakkan ke dalam kotak kaca bernama inkubator. Selama ia berbaring di sana, dokter, suster maupun orangtua harus ekstra sabar dan cermat menangani perkembangan kesehatannya. Inkubator aman informasi mengenai efek samping inkubator yang dapat menyebabkan dampak buruk terhadap kesehatan bayi sempat mencuat pemberitaannya beberapa waktu lalu. Tak ayal hal ini membuat resah beberapa orangtua yang bayinya sedang dirawat di inkubator. Padahal, inkubator bagi bayi prematur aman sepanjang dilakukan sesuai dengan standar proses. Perlu diketahui, setiap bayi prematur yang lahir memiliki kondisi yang berbeda-beda. Ada yang termasuk dalam kondisi “aman” atau menderita penyakit ringan, ada pula bayi prematur yang menderita penyakit berat. Semua ini tergantung dari daya tahan tubuh masing-masing bayi prematur. Kondisi seperti inilah yang membuat bayi-bayi tersebut “berjuang” demi mendapatkan perkembangan yang lebih baik. Nah, inkubator berfungsi untuk menjaga agar bayi tetap mendapatkan suhu yang stabil. Kondisi suhu yang sesuai membuat bayi merasa nyaman dan aman. Tergantung kondisi bayi lamanya bayi berada di dalam inkubator tergantung kepada kondisi masing-masing bayi. Suhu yang digunakan pun disesuaikan dengan kebutuhan akan kondisi bayi. Setiap bayi baru lahir dilihat dahulu kondisinya lalu dicocokkan dengan tabel yang sudah disediakan, di sana sudah tertera mengenai suhu yang akan dipasang. Ini berlaku pada semua inkubator. Sepanjang dilakukan sesuai dengan standar prosedur penggunaan maka tata laksana inkubator akan berjalan baik. Sayangnya, kebanyakan inkubator yang digunakan di Indonesia teknologinya masih kurang bila dibandingkan dengan inkubator buatan luar negeri seperti Eropa. Harga yang terlalu mahal menjadi alasan utama mengapa kebanyakan rumah sakit menggunakan produksi dalam negeri dan China. Walau begitu, inkubator tersebut tetap bisa digunakan secara optimal. Inkubator yang biasanya digunakan untuk mengasuh bayi prematur, ternyata memiliki efek yang tidak baik bagi kecepatan detak jantung sang buah hati. Hasil studi penelitian yang dipimpin Carlo Bellieni dari Rumah Sakit Umum Universitas Studi di Siena Italia menemukan gelombang elektromagnetik pada inkubator menyebabkan perubahan pada detak jantung bayi. Peneliti mengamati detak jantung pada 43 bayi yang baru lahir yang dirawat dalam inkubator. Mereka mengukur angka kecepatan detak jantung (HRV) bayi ketika inkubator dihidupkan atau dimatikan. Belliani dan koleganya menemukan, saat inkubator dihidupkan, bayi terpapar frekuensi elektromagnetik 8,9 milligauss (level normal sekitar 1 milligauss). Sementara HRV-nya drop atau melemah 50%


lebih rendah dibandingkan level normal. “Ini sama sekali bukan sesuatu yang baik, kata Belliani. Namun, Belliani tidak ingin memberikan peringatan kepada orangtua. Sebab, kebanyakan bayi yang lahir prematur tidak akan mampu bertahan tanpa bantuan inkubator. Selain itu juga belum ditemukan korelasi antara masalah kesehatan dan inkubator. Sekadar diketahui, jantung manusia berdetak dengan angka kecepatan yang hampir sama sepanjang waktu. Namun, pada saat tertentu terjadi percepatan dan kemudian melambat pada saat manusia menarik dan mengeluarkan napas. Variasi kecepatan ini adalah sehat. Selain itu, pola inilah yang digunakan oleh para praktisi medis dan ilmuwan untuk mengukur seberapa baik sistem kegelisahan bekerja. Bagi orang dewasa, HRV rendah merupakan kunci terkena risiko penyakit jantung. Selama ini, inkubator digunakan para dokter untuk menjaga kondisi bayi yang prematur dalam beberapa minggu. Fungsi utama alat ini adalah menjaga supaya udara hangat tetap menyelimuti tubuh bayi. Namun begitu, penggunaan mesin penggerak atau motor telah menimbulkan medan magnet di sekitar. 2.6.4 Alasan Bayi Prematur Dimasukkan ke Dalam Inkubator Persalinan yang terjadi sebelum usia kehamilan genap 37 minggu atau 9 bulan disebut kelahiran preterm. Bayi yang dilahirkan juga disebut bayi prematur atau kurang bulan. Walaupun sebenarnya berbagai sistem di dalam tubuhnya belum berkembang sempurna, kebanyakan bayi ini tampil normal secara fisik. Beberapa kemungkinan penyebab terjadinya kelahiran preterm adalah kehamilan kembar, preeklampsi, kelainan plasenta, dan ketuban pecah sebelum waktunya. Ada 3 masalah utama bayi kurang bulan, yaitu kemampuan bernapasnya belum sempurna, belum optimalnya kemampuan isap untuk mendapatkan ASI, dan kemampuan mengontrol suhu tubuh. Oleh karena itu, kita sering melihat bayi kurang bulan yang dirawat di inkubator, diberi O2 agar kebutuhan oksigennya terpenuhi, serta dijamin suhu lingkungannya tetap hangat. Selain itu, bayi dalam inkubator juga diberi makanan lewat selang cairan yang kecil dan terpasang lewat hidung menuju lambungnya. Karena bayi ini masih terlalu muda, masalah utama yang harus dicegah adalah terjadinya infeksi. Inkubator harus selalu berada dalam keadaan steril dan semua tenaga kesehatan yang menyentuhnya perlu melakukan persiapanpersiapan, seperti mencuci tangan yang baik dan benar serta memakai jubah khusus yang disediakan rumah sakit. Bila keadaannya telah stabil, bayi ini dapat dirawat oleh ibu dengan cara perawatan bayi lekat atau perawatan metode „kanguru‟. Dengan metode ini, bayi yang membutuhkan sentuhan kasih sayang ini akan mendapatkan kehangatan dari tubuh ibu atau ayahnya seperti saat dalam kandungan. Cara perawatan yang sekarang telah diakui keberhasilannya ini akan


sangat menguntungkan karena kebutuhan fisik, psikis, dan ASI untuk bayi terpenuhi secara optimal. Pada proses kelahiran prematur, temperatur kulit bayi dan suhu badan cenderung mengalami penurunan, disebut perubahan pada sistem Thermogenik yang disebabkan oleh 4 cara, antara lain: 1. Konveksi

: Proses hilangnya panas tubuh melalui kontak degan udara yang dingin di sekitarnya

2. Radiasi

: Proses hilangnya panas tubuh apabila bayi diletakkan dekat degan benda-benda yang lebih rendah suhunya dari suhu tubuhnya

3. Evaporasi : Proses hilangnya panas tubuh dari prmukaan kulit apabila bayi berada dalam keadaan basah 4. Konduksi

: Proses hilangnya panas tubuh melalui kontak langsung degan benda-benda yang mempunyai suhu lebih rendah.

2.6.5 Inkubator Timbulkan Efek Negatif bagi Bayi Medan elektromagnet dari sebuah inkubator dikhawatirkan dapat menimbulkan efek negatif bagi kesehatan seorang bayi. Meski selama ini inkubator bisa memberi kenyamanan bagi si bayi, namun alat ini disinyalir juga dapat mempengaruhi detak jantung bayi. Para ahli dari Italia menemukan adanya indikasi medan elektromagnet dari inkubator dapat mempengaruhi detak jantung bayi. Hasil penelitian menunjukkan, perubahan normal rata-rata detak jantung bayi mengalami penurunan ketika mesin inkubator dinyalakan. Namun demikian, para peneliti tidak menemukan bukti yang kuat adanya dampak nyata terhadap kesehatan yang diakibatkan inkubator. Fungsi utama alat ini adalah menjaga supaya udara hangat tetap menyelimuti tubuh bayi. Namun, penggunaan mesin penggerak atau motor telah menimbulkan medan magnet di sekitar alat dan tempat bayi. Dalam risetnya, peneliti melibatkan 27 bayi yang sebenarnya tidak membutuhkan perawatan di inkubator. Para bayi dipantau dalam tiga periode, yang masing-masing berlangsung selama lima menit. Periode pertama inkubator dinyalakan, kemudian periode berikutnya dimatikan, dan terakhir dinyalakan lagi. Selama periode nyala-mati, perubahan rata-rata jantung terasa signifikan. Para peneliti mengecek dan memastikan apakah kebisingan motor inkubator memberikan pengaruh karena pada saat bersamaan dinyalakan alat perekam suara. Namun, pengaruh itu tidak ditemukan. Untuk melihat sejauh mana pengaruh medan magnet ini pada bayi, peneliti dari Universitas Siena, Italia, menganalisis


perubahan rata-rata detak jantung yang secara alami terjadi saat naik dan turunnya rata-rata jantung. Perubahan ini diyakini para ahli adalah hal yang baik. Pada pasien dewasa pengidap jantung, perubahan rata-rata detak jantung yang menurun digunakan untuk memprediksi kondisi paling buruk. Namun, dari riset ini tidak ada bukti bahwa mekanisme sama dapat berlaku pada bayi. Para peneliti dari Italia itu mengambil kesimpulan, belum ada bukti sangat kuat bahwa medan elektromagnet inkubator dapat mempengaruhi kesehatan bayi. Namun demikian, hal yang perlu dipertimbangkan adalah modifikasi desain inkubator agar tidak menimbulkan kekhawatiran bagi kesehatan bayi.

Blok Diagram Inkubator Perawatan

ALARM

BATTER Y

CHARGER

POWER

CONTRO L

SUPPLA Y

HEATER

DISPLAY

CIRCUIT SKIN TEMPERATURE TEMP.CHEMBE R

FAN/ BLOWER

FAN SENSOR TEMPERAT UR MECHANIC AL CONTROL HUMIDITY OXYGEN


Gambar 2.4. Blok Diagram Inkubator Perawatan BLOK DIAGRAM TEMPERATUR SUHU

Thermi stor Power Line

Bridge

Amplifie r

V 1 Compara tor

Set-Point

Resistor

1-Hz Sawtooth generator

V 2

V 3

Gate Pulse genera tor

V 4

Silicon controlled Swith

V 5 Heater

Gambar 2.5 Blog diagram temperatur suhu

Gambar 2.6 Pemilihan temperatur kelembapan dan level oksigen untuk bayi


2.7 BAGIAN-BAGIAN INKUBATOR BAYI 1. Pintu untuk memasukkan bayi Pintu dapat dibuka untuk memasukkan atau mengeluarkan bayi yang dirawat 2. Pintu untuk mengadakan tindakan Pintu ini digunakan untuk mengadakan tindakan pada bayi misalnya memeriksa suhu, membetulkan posisi bayi, dan lain-lain. 3. Tempat bayi Ruang tempat bayi sebaiknya terbuat dari bahan sejenis plastik atau acrylic, jangan dari jenis kaca. Sebab dikhawatirkan bila terbuat dari bahan jenis kaca apabila terjadi kecelakaan kaca tersebut dapat melukai bayi. 4. Panel kontrol Pada panel kontrol ini terdapat saklar on dan off, pengatur suhu, penunjuk suhu yang ada di dalam ruang tempat bayi, lampu indikator, dan lain-lain. 5. Tempat tidur bayi Merupakan tempat meletakkan bayi, terbuat dari bahan yang empuk dan dilapisi bahan yang tidak tembus air, sehingga pada saat bayi mengompol, air tidak sampai masuk ke dalamnya 6. Lubang untuk memasukkan atau membuang air Berfungsi untuk menambah atau membuang air yang sudah lama digunakan. Lubang ini juga sekaligus untuk mengetahui banyak sedikitnya air yang ada. 7. Box Di dalam box ini terdapat tempat air, pemanas, blower, dan rangkaian listrik. 8. Di bagian belakang terdapat saluran untuk memasukkan 02 bila diperlukan untuk pemberian 02. 9. Tempratur probe

2.8 PRINSIP KERJA INKUBATOR Inkubator untuk bayi prematur, bayi yang berat lahirnya rendah, anak yang sakit kritis, bayi yang baru lahir untuk memberikan pelatihan serupa peralatan lingkungan ibu rahim, suhu juga bisa digunakan untuk pemulihan bayi, infus, penyelamatan, dan seterusnya dirawat di rumah sakit untuk observasi. Sebagai kemampuan sendiri untuk melawan bayi sangat lemah, yang membutuhkan kinerja inkubator stabil, dapat memberikan yang lebih dekat dengan bayi di


lingkungan rahim ibu lebih kondusif bagi kesehatan bayi. Pekerja kesehatan perlu memahami prinsip kerja dasar dari operasi mereka dengan penggunaan peralatan yang benar kinerja dapat dimainkan lebih. Inkubator produksi saat ini di pasar terdapat banyak produsen, prinsipprinsip dasar kurang lebih sama, sebagian besar memiliki “peraturan termal konveklif” diberikan dalam bentuk pemurnian udara, suhu, dan kelembaban lingkungan dengan kualitas yang cocok untuk penggunaan teknologi komputer pada suhu inkubator (Kotak temperatur atau suhu kulit) untuk menerapkan kontrol servo, boot secara otomatis ke dalam keadaan kotak kontrol suhu. Temperatur kontroller adalah komponen inti dari peralatan, pengaturan suhu, real-time monitoring suhu dan fungsi lainnya, ketika staf medis dapat mengatur suhu ketika suhu di dalam surveilans terus menerus. Mesin diperlukan untuk membuka perspektif operasi dan dari waktu ke waktu untuk mengubah hasil buaian baik, sehingga tenaga medis dalam perawatan sisanya tidak akan mempengaruhi bayi atau bayi terbangun, efektif mengurangi metabolisme energi bayi. Inkubator perlu mengalami kegagalan sistem alarm yang dapat diandalkan, untuk mencapai kekuasaan, temperatur kotak, suhu kulit dan saluran aliran pemantauan, jika ada indikator harus telah melampaui kisaran diperbolehkan suara dan alarm cahaya, perhatian prompt untuk staf perwalian. Alarm inkubator ketika staff medis ditemukan menjadi segera mengakhiri budidaya bayi, bayi pindah ke tempat yang aman untuk menjamin keselamatan bayi dan segera memberitahu pemeliharaan insinyur profesional untuk melalarkan pemeliharaan pada peralatan, hanya inkubator penggunaan sumber daya AC 220V, harus sesuai ketat dengan sistem tiga-kawat fasa tunggal-prinsip, untuk memastikan landasan yang baik, aparat dengan antarmuka jaringan untuk jaringan perawatan bayi umum dengan sistem inkubator bayi untuk memberikan khusus outlet. Bayi inkubator dengan karya negara hubungan antara keselamatan bayi dalam penggunaan perawatan kesehatan tidak mau berhati-hati. Sebelum digunakan, untuk berurusan dengan berbagai fungsi sistem pemeriksaan serius. 1. Kegagalan listrik, laporan pemeriksaan untuk fungsi polisi: kursus pelatihan pada bayi yang memiliki kekuatan apa pun, akan membawa perubahan dramatis dalam suhu, membahayakan kehidupan bayi. Dalam penggunaan fitur ini sebelum pemeriksaan, lepaskan power supply AC 220V inkubator dan terhubung ke kontroller temperatur membuka saklar daya mati setelah alarm perangkat akan muncul, matikan saklar daya setelah alarm secara otomatis akan menghilangkan. Alarm power supply disediakan oleh baterai, di bawah


penggunaan normal dari sistem akan secara otomatis mengisi baterai, baterai memiliki periode tertentu gunakan untuk periode harus mengganti baterai. 2. Inspeksi pengendali suhu: suhu kontroller melalui kipas, sensor dan pipa pemanas untuk menyelesaikan bayi dalam sirkulasi pemanas dan udara, terlepas dari komponen langsung akan mempengaruhi kerusakan lingkungan di mana bayi. Power supply AC 220V tersambung, buka saklar daya pengendali kelembaban, lampu indikator setelan suhu kotak, mengatur tampilan suhu berkedip untuk menunjukkan kotak kontrol suhu mengatur nilai default 320C, tidak melakukan operasi, apxat, kontrol suhu otomatis untuk memasukkan kotak, dan suhu real-time menunjukkan tampilan jendela suhu real-time. 3. Alarm over-fungsi temperatur set inkubator umumnya tidak tunduk pada kontrol suhu untuk mengontrol sistem alarm over-temperatur independen, alat pengatur suhu untuk kegagalan untuk memonitor suhu kotak, ukuran yang sangat dalam inkubator untuk meningkatkan keamanan dan keandalan. Inspeksi, dalam kotak di bawah kontrol suhu, mengatur nilai yang akan ditetapkan pada 360C, setelah memasuki thermostat, segera diikuti oleh Kanada dan kunci, ketika jendela tampilan suhu disetel tidak menunjukkan bahwa pengontrol suhu untuk memasukkan negara lebih dari temperatur percobaan, daya pemanasan ini ketika lampu semua menyala. Setelah sekitar 10 menit, aparat akan muncul alarm over-suhu. Dengan tombol reset setelah akhir alarm over-suhu, alat untuk kembali bekerja. 4. Lihat laporan inspeksi ke mesin posisi: kerja mesin, tahan jari “untuk menghentikan kipas” untuk test tombol, sehingga kecepatan kipas untuk mengurangi atau menghentikan rotasi, aparat akan muncul lampu terang dan tanda alarm suara kipas. 5. Inkubator bayi modern yang temperaturnya diatur oleh sistem kontrol. Temperatur pada saluran-saluran suplly udara merubah tahanan thermisor dibandingkan dengan suatu tahanan tetap identik dengan suhu yang dikehendaki atau diset. Jika suhu udara memasuki tempat bayi atau chamber lebih rendah dari pada suhu yang diset, daya dihubungkan ke heater untuk mengoreksi perbedaan ini. Pada sistem kontrol, jumlah daya yang diberikan ke


heater sebanding dengan perbedaan atau selisih suhu di antara suhu udara yang sebenamya dengan suhu yang di set. Pemanasan umumnya sekitar 45 menit, tetapi waktu pemanasan yang biasanya diperlukan 2 jam untuk mencapai suhu keseimbangan dalam bayi yang diizinkan untuk melaksanakan pelatihan. Tampilkan real-time suhu dalam pengaturan instrumen untuk mencapai awal bayi di kereta api tidak benar. Setelah pergantian pasien bagi setiap bayi, inkubator harus pembersihan, menyeluruh sterilisasi, disinfeksi (menggunakan proses setidaknya sekali seminggu), untuk beberapa komponen akan dibongkar oleh pembersihan. Hubungan antara inkubator bayi untuk efektivitas budaya bayi dan keselamatan dalam penggunaan standar ketika kita harus, menggunakannya untuk mencegah kecelakaan, berarti daya berkurang sewaktu suhu mencapai set poin (suhu yang diset), merupakan gambaran penting mengenai contoh lebih presisi dan untuk memperkecil kemungkinan melebihi setting. Bila suhu yang dikehendaki tidak tercapai, alarm akan berbunyi. Proses kerja suhu dalam inkubator 1) Temperatur pada saluran-saluran supply udara merubah tahanan thermistor dibandingkan dengan suatu tahanan tetap identik dengan suhu yang dikehendaki atau setting 2) Jika suhu udara memasuki tempat bayi atau chamber lebih rendah dari pada suhu yang diset, daya dihubungkan ke heater untuk mengoreksi perbedaan ini 3) Pada sistem kontrol jumlah daya yang diberikan ke heater sebanding dengan perbedaan atau selisih suhu di antara suhu udara yang sebenarnya dengan suhu yang disetting 4) Bila suhu yang dikehendaki tidak tercapai, alarm akan berbunyi 5) Inkubator perawatan dengan pemanas element 6) Inkubator perawatan dengan pemanas bola lampu


Gambar 2.7 Inkubator Perawatan Suhu inkubator perawatan yang di gunakan brdasarkan BBLR Suhu inkubator umur 00 menurut Berat

350C

340C

330C

320C

3 - 5 minggu

> 5 minggu

11 hari - 4

> 4 minggu

lahir < 1500

1-10 hari

11 hari - 3

gr

minggu

1500 –

1 - 10 hari

2000 2100 –

minggu 1 - 2 hari

3 hari - 3

2500

minggu

> 2500

1 - 2 hari

> 3 minggu

> 2 hari

2.9 Titik Suhu Dan Pengukuran Suhu Titik tripel (triple point): temperatur dan tekanan tunggal air, uap air, dan es bersama-sama berada dalam kesetimbangan. Jika kita tempatkan air, es, dan uap air dalam wadah tanpa udara, maka sistem pada akhirnya akan mencapai suatu keadaan kesetimbangan ketika tidak ada es yang mencair atau menguap, tidak ada air yang membeku atau menguap, dan tidak ada uap air yang mengembun atau membeku. Ini terjadi pada tekanan 4,58 mmHg dan temperatur 0,010C atau 273,16K Termal


∆L = αLo∆T Tegangan Termal Sebuah benda memuai atau menyusut, diperlukan gaya untuk mengembalikan benda itu keadaan semula sebesar: L= α

F=αEA T.

=

Hukum –hukum gas ideal 1)

Hokum biyle

: proses isotermik

2)

Hokum Charles

: proses isobaric

3)

Hokum Gay –Lussac : proses isokhorik

Hukum hokum gas ideal dan bilang Avogadro Bilangan Avogadro: =6,02 x

Molekul/Mol

Karena jumlah total molekul N dalam gas sama dengan jumlah permol dikalikan dengan jumlah permol dikalikan dengan jumlah mol atau N= n ,maka PV =n RT= RT atau PV=NkT K=

=

=1,38 x

J/K

2.9.1 Pengertian Suhu Yang Lain Pengertian suhu adalah suatu besaran yang menyatakan ukuran derajat panas atau dinginnya suatu benda. Pengukuran biasa dinyatakan dalam skala Celsius (C), Reamur (R), dan Fahrenheit (F). Berdasakan hubungan: PV=2N( (

) rata-rata

) rata-rata= kT

Maka, energi kinetik rata-rata molekul adalah 3/2kT, jadi temperatur absolut adalah ukuran energy kinetic translasi rata-rata molekul. Kita sertakan kata “translasi”, karena molekul juga mempunyai energi rotasi dan vibrasi.


2.9.2 Kalor Sebagai Transfer Energi 1.

Kalor adalah energi yang ditransfer dari satu benda yang lainnya karena adanya perbedaan temperatur.

2.

Kalor itu semacam usaha mekanik pada mekanika yaitu sebagai energi yang ditransfer oleh gaya.

2.9.3 Perbedaan Temperatur, Kalor, dan Energi Dalam 1. Temperatur (dalam Kelvin): merupakan ukuran dari energi kinetik rata-rata dari molekul secara individu. 2.

Kalor (mengacu kepada) transfer energi (seperti termal) dari satu benda ke benda lainnya karena adanya perbedaan temperatur.

3.

Energi dalam: atau energi termal mengacu pada energi total dari semua molekul pada benda. Contoh, energi dalam (u) n mol gas monoatomik (satu atom per molekul) ideal, merupakan jumlah energi kinetik translasi dari semua atom U=N((

) rata-rata.

2.9.4 Kalor Jenis Jika kalor diberikan kepada suatu benda, maka temperaturnya akan naik. Besar kalor Q yang dibutuhkan untuk mengubah temperatur benda tertentu sebanding dengan massa m dan perubahan temperatur: Q= Pada persamaan: Q= Q = Kalor yang diterima suatu zat (joule, kilo joule, kaori, kilo kalori) M = massa zat (gram, kilo gram) C = kalor jenis (joule/kilo gram ˚c, kalori gram˚c) ∆T = prubahan suhu (˚c) → (t1-t2) 2.9.5 Kalor Laten 1. Ketika sebuah materi berubah fase dari padat ke cair atau dari cair ke gas, maka sejumlah tertentu energi terlibat pada perubahan fase ini, 2.

Kalor yang dibutuhkan untuk merubah 1 kg zat dari padat menjadi cair disebut Kalor Lebur,

3.

Kalor yang dibutuhkan untuk merubah 1 kg zat dari fase cair ke uap disebut Kalor penguapan


4.

Nilai-nilai untuk kalor lebur dan kalor penguapan itu disebut kalor Laten. Tentu saja kalor yang terlibat dalam perubahan fase tidak hanya bergantung pada kalor laten, tetapi juga bergantung pada massa total zat tersebut, sehingga kalor yang dibutuhkan atau dikeluarkan selama perubahan fase adalah Q=mL

Perpindahan Kalor Ada 3 cara perpindahan kalor, yaitu: 1.

Konduksi =kA T1 = suhu lebih tinggi (derajat Celcius) T2 = suhu lebih rendah (derajat Celcius) D

= panjang atau tebal benda (m).

A

= luas penampang (m²).

K

= konduktifitas kalor (J/s m Derajat celcius).

H = jumlah kalor yang merambat per satuan waktu DT/L = gradien temperatur (ºK/m) L

=

panjang benda (m)

2. Konveksi =hA K=koefisienkonveksi DT=kenaikansuhu(ºK)

3. Radiasi kecepatan sebuah benda meradiasikan energi sebanding dengan pangkat enoat temperatur Kelvin . Kecepatan radiasi juga sebanding dengan luas A dari benda yang memancarkannya, sehingga kecepatan energi meninggalkan benda adalah

A

.

Jika sebuah benda dengan emisivitas e dan luas A berada pada temperatur T1, benda ini meradiasikan energi dengan kecepatan

A

. Jika benda

tersebut dikelilingi oleh lingkungan dengan temperatur T2 dan emasivitas tinggi (mendekati satu), kecepatan energi radiasi oleh sekitarnya sebanding dengan


pangkat empat dari temperatur T2, dan kecepatan energi yang diserap oleh benda sebanding dengan pangkat empat dari temperatur T2 , dan kecepatan energi yang diserap oleh sebanding dengan pangkat empat dari temperatur T2. Kecepatan total aliran

kalor

radiasi

dari

benda

dinyatakan

A

-

.)

e = emisivitas (o < e < 1) T = suhu mutlak (ºK) σ = Konstanta Stefan-Boltzman = 5,67 x 10−8 W/mK4 T = suhu (Kelvin) R = Intensitas radiasi ε = Emisivitas bahan W = intensitas/energi radiasi yang dipancarkan per satuan luas per satuan waktu s = konstanta Boltzman =5,672 x 10-8 watt/cm2.ºK4 2.9.6 Teori Dasar Sensor Thermal AC Srivastava (1987), mengatakan bahwa temperatur merupakan salah satu empat besaran dasar yang diakui oleh sistem pengukuran internasional (International Measuring System). Lord Kelvin pada tahun 1848 mengusulkan skala temperatur termodinamika pada suatu titik tetap triple point, dimana fase padat, cair dan uap bersama equilibrium, angka ini adalah 273,160K (derajat Kelvin) yang juga merupakan tiitk es. Skala lain adalah Celcius, Fahrenheit dan Rankine dengan hubungan sebagai berikut: 0F

= 9/5 0C + 32 atau

0C

= 5/9 (0F - 32 ) atau

0R

= 0F + 459, 69

Yayasan I.B. mengatakan temperatur adalah kondisi penting dari suatu substrat. Sedangkan “panas adalah salah satu bentuk energi yang diasosiasikan dengan aktifitas molekul-molekul dari suatu substrat”. Partikel dari suatu substrat diasumsikan selalu bergerak. Pergerakan partikel inilah yang kemudian dirasakan sebagai panas. Sedangkan temperatur adalah ukuran perbandingan dari panas tersebut. Pergerakan partikel substrat dapat terjadi pada tiga dimensi benda yaitu: 1.

Benda padat,

2.

Benda cair dan

3.

Benda gas (udara) Aliran kalor substrat pada dimensi padat, cair dan gas dapat terjadi secara:


1.

Konduksi yaitu pengaliran panas melalui benda padat (penghantar) secara kontak langsung

2.

Konveksi yaitu pengaliran panas melalui media cair secara kontak langsung

3.

Radiasi yaitu pengaliran panas melalui media udara atau gas secara kontak tidak langsung

Pada aplikasian pendeteksian atau pengukuran tertentu, dapat dipilih salah satu tipe sensor dengan pertimbangan: 1. Penampilan (Performance), 2.

Kehandalan (Reliable), dan

3.

Faktor ekonomi (Economic).

2.9.7 Pemilihan Jenis Sensor Suhu Hal-hal yang perlu diperhatikan sehubungan dengan pemilihan jenis sensor suhu adalah: (Yayan I.B, 1998) Level suhu maksimum dan minimum dari suatu substrat yang diukur. Jangkauan (range) maksimum pengukuran konduktivitas kalor dari substrat linieritas sensor jangkauan temperatur kerja selain dari ketentuan di atas, perlu juga diperhatikan aspek fisik dan kimia dari sensor seperti ketahanan terhadap korosi (karat), ketahanan terhadap guncangan, pengkabelan (instalasi), keamanan dan lain-lain. 2.9.8 Cara Kerja Sensor Temperatur Setiap sensor suhu memiliki temperatur kerja yang berbeda, untuk pengukuran suhu di sekitar kamar yaitu antara -35° sampai 150° C, dapat dipilih sensor NTC, PTC, transistor, diode dan IC hibrid. Untuk suhu menengah yaitu antara 150°C sampai 700°C, dapat dipilih thermocouple dan RTD. Untuk suhu yang lebih tinggi sampai 1500°C, tidak memungkinkan lagi dipergunakan sensorsensor kontak langsung, maka teknis pengukurannya dilakukan dengan menggunakan cara radiasi. Untuk pengukuran suhu pada daerah sangat dingin di bawah 65°K = -208°C (0°C=273,16°K) dapat digunakan resistor karbon biasa karena pada suhu ini karbon berlaku seperti semi konduktor. Untuk suhu antara 65°K sampai -35°C dapat digunakan kristal silikon dengan kemurnian tinggi sebagai sensor. Suhu adalah besaran yang menyatakan derajat panas dingin suatu benda dan alat yang digunakan untuk mengukur suhu adalah termometer. Dalam kehidupan sehari-hari masyarakat untuk mengukur suhu cenderung menggunakan indera peraba. Tetapi dengan adanya perkembangan teknologi, diciptakanlah termometer untuk mengukur suhu dengan valid. Pada abad XVII, terdapat 30 jenis yang digunakan sebagai pedoman pengukuran suhu. Skala ini diberi nama sesuai dengan namanya yaitu Skala Celcius. Apabila benda didinginkan terus maka suhunya akan semakin dingin dan partikelnya akan


berhenti bergerak, kondisi ini disebut kondisi nol mutlak. Skala Celcius tidak bisa menjawab masalah ini maka Lord Kelvin (1842-1907) menawarkan skala baru yang diberi nama Kelvin. Skala Kelvin dimulai dari 273 K ketika air membeku dan 373 K ketika air mendidih. Sehingga nol mutlak sama dengan 0 K atau 273°C. Selain skala tersebut ada juga skala Reamur dan Fahrenheit. Untuk skala Reamur air membeku pada suhu 0°R dan mendidih pada suhu 80°R sedangkan pada skala Fahrenheit air membeku pada suhu 32°F dan mendidih pada suhu 212°F. Berikut ini perbandingan skala dari termometer di atas: Yang menjadi masalah dalam bab suhu adalah kebanyakan orang kesulitan untuk mengubah dari satu skala ke skala lainnya. Berikut ini adalah contoh mengubah dari skala Celcius ke skala Fahrenheit. t0F – 32 = 180 t0 C – 0

100

t0F – 32 = 9 t0 C

5

t0F – 32 = 9 5 t0F – 32 = t0C t0 F =

t0C + 32

Untuk skala yang lain caranya sama dengan contoh di atas. Termometer menurut isinya dibagi menjadi: termometer cair, termometer padat, termometer digital. Semua termometer ini mempunyai keunggulan dan kelemahan masingmasing. Sedangkan berdasarkan penggunaannya termometer bermacam-macam sebagai termometer klinis dan lain-lain. Yang menjadi masalah dalam bab suhu adalah kebanyakan orang kesulitan untuk mengubah dari satu skala ke skala yang lainnya. Berikut ini adalah contoh mengubah dari skala celcius ke skala Fahrenheit Untuk skala yang lain caranya sama dengan contoh diatas. Termometer menurut isinya dibagi menjadi: termometer cair, termometer padat, termometer digital. Semua termometer ini mempunyai keunggulan dan kelemahan masing-masing. Sedangkan berdasarkan penggunaannya thermometer bermacam-macam sebagai thermometer klinis dan lain-lain.


2.9.9 Jenis-jenis dan Prinsip Kerja Termometer Alat yang dirancang untuk mengukur suhu adalah termometer. Terdapat banyak jenis termometer, tetapi prinsip kerjanya sebenarnya sama. Biasanya, kita memanfaatkan materi yang bersifat termometrik (sifat materi yang berubah terhadap temperatur). Maksudnya, kalau suhu materi tersebut berubah, bentuk dan ukuran materi tersebut juga ikut-ikutan berubah. Kebanyakan termometer menggunakan materi yang bisa memuai ketika suhunya berubah. Termometer yang sering digunakan saat ini terdiri dari tabung kaca, dimana terdapat alkohol atau air raksa pada bagian tengah tabung. Ketika suhu meningkat, alkohol atau air raksa yang berada di dalam wadah akan memuai sehingga panjang kolom alkohol atau air raksa akan bertambah. Sebaliknya, ketika suhu menurun, panjang kolom alkohol atau air raksa akan berkurang. Pada bagian luar tabung kaca terdapat angka-angka yang merupakan skala termometer tersebut. Angka yang ditunjukkan oleh ujung kolom alkohol atau air raksa merupakan nilai suhu yang diukur. Lihat gambar! Jenis termometer lain yang biasa digunakan adalah termometer yang menggunakan lembaran bimetal (dua logam yang jenisnya berbeda dan kecepatan pemuaiannya juga berbeda). Pada saat suhu meningkat, salah satu logam mengalami pemuaian yang lebih besar dari logam lain. Akibatnya keping tersebut melengkung. Biasanya keping bimetal berbentuk spiral, dimana salah satu ujung keping tetap, sedangkan ujung lain dihubungkan ke penunjuk skala. Ketika suhu berubah, penunjuk akan berputar. Termometer yang menggunakan lembaran bimetal biasanya digunakan sebagai termometer udara biasa, termometer ruangan, termometer oven dan lain-lain. Termometer yang lebih akurat alias lebih tepat, biasanya menggunakan sifat elektris suatu materi, misalnya termometer hambatan. Pada termometer hambatan, biasanya diukur perubahan hambatan listrik suatu kumparan kawat tipis atau silinder karbon atau kristal germanium. Karena hambatan listrik biasanya dapat diukur secara tepat, maka termometer hambatan bisa mengukur suhu secara lebih tepat daripada termometer biasa. 2.9.10 Pembahasan Macam-macam Termometer Pembuatan termometer pertama kali dipelopori oleh Galileo Galilei (15641642) pada tahun 1595. Alat tersebut disebut dengan termoskop yang berupa labu kosong yang dilengkapi pipa panjang dengan ujung pipa terbuka. Mula-mula dipanaskan sehingga udara dalam labu mengembang. Ujung pipa yang terbuka kemudian dicelupkan ke dalam cairan berwarna. Ketika udara dalam tabung menyusut, zat cair masuk ke dalam pipa tetapi tidak sampai labu. Beginilah cara kerja termoskop: untuk suhu yang berbeda, tinggi kolom zat cair di dalam pipa


juga berbeda. Tinggi kolom ini digunakan untuk menentukan suhu. Prinsip kerja termometer buatan Galileo berdasarkan pada perubahan volume gas dalam labu. Tetapi dimasa ini termometer yang sering digunakan terbuat dari bahan cair misalnya raksa. Prinsip yang digunakan adalah pemuaian zat cair ketika terjadi peningkatan suhu benda. Raksa digunakan sebagai pengisi termometer karena raksa mempunyai keunggulan: 1.

Raksa penghantar panas yang baik,

2.

Pemuaiannya teratur,

3.

Titik didihnya tinggi,

4.

Warnanya mengkilap, dan

5.

Tidak membahasi dinding.

2.9.10.1 Termometer Ruangan Termometer ini berfungsi untuk mengukur suhu pada sebuah ruangan. Pada dasarnya termometer ini sama dengan termometer yang lain hanya saja skalanya yang berbeda. Skala termometer ini antara -50°C sampai 50°C. 2.9.10.2 Termometer Digital Karena perkembangan teknologi maka diciptakanlah termometer digital yang prinsip kerjanya sama dengan termometer yang lainnya yaitu pemuaian. Termometer digital menggunakan logam sebagai sensor suhunya yang kemudian memuai dan pemuaiannya ini diterjemahkan oleh rangkaian elektronik dan ditampilkan dalam bentuk angka yang langsung bisa dibaca. 2.9.10.3 Termokopel Termokopel merupakan termometer yang menggunakan bahan bimetal sebagai alat pokoknya. Ketika terkena panas maka bimetal akan bengkok ke arah yang koefisiennya lebih kecil. Pemuaian ini kemudian dihubungkan dengan jarum dan menunjukkan angka tertentu. Angka yang ditunjukkan jarum ini menunjukkan suhu benda. Sensor adalah sebuah alat yang dapat mengubah suatu isyarat atau keadaan menjadi sinyal-sinyal listrik. Terdapat beragam jenis sensor, seperti: sensor cahaya, sensor gaya, sensor suhu, sensor suara, sensor kelembaban, sensor getaran atau vibrasi, sensor kecepatan, sensor gas, sensor ledakan, dan masih banyak lagi.


Termokopel terdiri dari dua konduktor atau ”termoelemen” yang berbeda, dihubungkan menjadi satu rangkaian seperti yang terlihat pada gambar 1. Dua termoelemen A dan B dihubungkan (junction) dan jika temperatur antara junction pertama (cold junction) dan kedua (hot junction) berbeda maka akan timbul arus akibat gaya gerak listrik (EMF).

Gambar 2.8 Diagram Skematik Termokopel

Gambar 2.9 Pengukuran EMF Jika cold junction dan open circuit dihubungkan dengan voltmeter dengan impedansi yang tak terhingga (besar sekali), seperti yang terlihat pada gambar 2, maka akan terbaca tegangan pada voltmeter, tegangan tersebut dikenal sebagai tegangan Seebeck. Laju perubahan nilai tegangan akibat perubahan temperatur disebut dengan koefisien Seebeck. Hubungan tegangan antara termo elemen A dan B dengan perbedaan temperatur adalah =

Δ [1]

Dimana : EAB(T) adalah tegangan Seebeck S(T) adalah koefisien Seebeck, ΔT adalah perbedaan temperatur antara hot junction dengan cold junction. Prinsip Kerja : Jika salah satu bagian pangkal lilitan dipanasi, maka pada kedua ujung penghantar yang lain akan muncul beda potensial (emf). Thermokopel ditemukan oleh Thomas Johan Seebeck tahun 1820 dan dikenal dengan Efek Seebeck. Tipe-tipe kombinasi logam penghantar thermokopel: a. Tipe E (kromel-konstantan) b. Tipe J (besi-konstantan)


c. Tipe K (kromel-alumel) d. Tipe R-S (platinum-platinum rhodium) e. Tipe T (tembaga-konstantan) Tegangan keluaran emf (elektro motive force) thermokopel masih sangat rendah, hanya beberapa milivolt. Thermokopel bekerja berdasarkan perbedaan pengukuran. Oleh karena itu, untuk mengukur suhu yang tidak diketahui, terlebih dulu harus diketahui tegangan Vc pada suhu referensi (reference temperature). Bila thermokopel digunakan untuk mengukur suhu yang tinggi maka akan muncul tegangan sebesar Vh. Tegangan sesungguhnya adalah selisih antara Vc dan Vh yang disebut net voltage (Vnet). Besarnya Vnet ditentukan dengan rumus: Vnet = Vh – Vc Keterangan : Vnet = tegangan keluaran thermokopel Vh = tegangan yang diukur pada suhu tinggi Vc = tegangan referensi

Gambar 2.10 Grafik tegangan terhadap suhu pada thermokopel tipe E, J, K dan R

2.9.11 Sensor Suhu Sensor untuk suhu adalah thermistor yang dijelaskan pada artikel sebelumnya. Nilai tahanan thermistor akan semakin berkurang dengan meningkatnya suhu. Cara terbaik untuk menggunakan komponen ini adalah dengan menyambungkannya ke sebuah rangkaian pembagian tegangan.


Selanjutnya informasi mengenai suhu akan muncul sebagai tegangan pada persambungan (junction) rangkaian pembagi tegangan. Dengan kata lain, suhu direpresentasikan dalam bentuk sinyal tegangan yang dihasilkan oleh rangkaian pembagi tegangan. Di bawah ini merupakan rangkaian pembagi tegangan untuk thermistor sebagai sensor suhu.

Gambar 2.11 IC LM 35 Berfungsi untuk mengubah suhu menjadi tegangan tertentu yang sesuai dengan perubahan suhu.

Gambar 2.12 Rangkaian dasar IC LM 35 Tegangan keluaran rangkaian bertambah 10 mV/0C. Dengan memberikan tegangan referensi negatif (-Vs) pada rangkaian, sesor ini mampu bekerja pada rentang suhu -550C – 1500C. Tegangan keluaran dapat diatur 0 V pada suhu 00C dan ketelitian sensor ini adalah ± 10C. 2.9.12 Mikrokontroler ATMega Minimum sistem ini merupakan sistem kontrol dari keseluruhan sistem kerja (menggunakan tiga minimum sistem). Pada proyek akhir ini digunakan


sistem minimum yang berbasis pada mikrokontroller ATmega16, digunakan ATmega16 karena bahasa pemrograman AVR tersebut adalah bahasa C yaitu bahasa pemrograman tingkat menengah (bahasa instruksi program mendekati bahasa manusia) sehingga lebih mudah untuk membuat atau menerapkan suatu algoritma program. Kelebihan lainnya adalah setiap pin dalam satu port dapat kita tentukan sebagai input atau output secara mudah karena didalamnya sudah dilengkapi fasilitas tersendiri untuk inisialisasi. Rangkaian I/O dari mikrokontroller mempunyai kontrol direksi yang tiap bitnya dapat dikonfigurasikan secara individual, maka dalam pengkonfigurasian I/O yang digunakan ada yang berupa operasi port ada pula yang dikonfigurasikan tiap bit I/O. Berikut ini akan diberikan konfigurasi dari I/O mikrokontroller tiap bit yang ada pada masing-masing port yang terdapat pada mikrokontroller. Ø Port A Port A ini dalam perancangan sistem digunakan untuk input dari sensor. Dari 8 bit yang ada digunakan 7 bit untuk MSB difungsikan sebagai aktif low, sedangkan LSB difungsikan sebagai aktif high. Ø Port B Ø Port C ini dalam perancangan sistem difungsikan sebagai output LCD. Ø Port D dan PIND.0 dikonfigurasikan sebagai output aktuator lampu. Jika logika “0” maka aktuator tersebut mati (tidak menyala), sedangkan logika “1” berarti aktuator tesebut sedang menyala (hidup). Sedangkan pengambilan data dari sensor SHT 11 tersebut akan di up date setiap 1 detik untuk mendapatkan nilai suhu maupun kelembaban yang kemudian ditampilkan pada LCD, dimana pengambilan data dari sensor SHT 11 secara bergantian dalam waktu 1 detik tersebut. Dengan mikrokontroller dapat mengendalikan suatu peralatan agar dapat bekerja secara otomatis. Untuk mengakses LCD 2x16 harus mengkonfigurasikan pin dari LCD dengan pin I/O mikrokontroller tersebut. Pada gambar menunjukkan konfigurasi dari pin-pin LCD tersebut

Gambar 2.12 Mikrokontroler ATMega


2.9.13 Skala Suhu Agar termometer bisa digunakan untuk mengukur suhu maka perlu ditetapkan skala suhu. Terdapat dua skala suhu yang sering digunakan, antara lain skala Celcius dan skala Fahrenheit. Skala yang paling banyak digunakan saat ini adalah skala celcius (nama lain skala Celcius adalah skala Centigrade. Centigrade = seratus langkah). Skala Fahrenheit paling banyak digunakan di Amerika Serikat, mungkin ingin beda sendiri. Skala suhu yang cukup penting dalam bidang sains adalah skala mutlak alias skala Kelvin. Titik tetap skala Celcius dan skala Fahrenheit menggunakan titik beku dan titik didih air berada dalam keseimbangan (tidak ada perubahan wujud zat).Sebaliknya, titik suatu suatu zat merupakan temperatur dimana wujud cair dan wujud gas berada dalam keseimbangan .Perlu diketahui bahwa titik beku dan titik didih selalu berubah terhadap tekanan udara, karenanya tekanan perlu ditetapkan terlebih dahulu. Biasanya kita menggunakan tekanan standart yakni 1atm (satu atmosfir).

2.9.14 Skala Celcius Untuk skala Celcius temperatur titik beku normal air (disebut juga sebagai titik es) dipilih sebagai nol derajat Celcius C) dan temperatur titik didih normal air (disebut juga seebagai titik uap) dipilih sebagai sertus derajat Celcius C). Di antara titik es dan titik uap terdapat 110 derajat. Pada termomter yang menggunakan skala Celcius, temperatur yang lebih rendah dari temperatur titik es biasanya ditandai dengan angka negatif.

2.9.15 Skala Fahrenheit Fahrenheit menghendaki agar semua temperatur yang diukur bernilai positif. Karenanya, ia memilih F untuk temperatur campuran es dan air garam (temperatur terdingin yang bisa dicapai air). Ketika mengukur temperatur titik es dan titik uap, angka yang ditunjukan pada skala Fahrenheit berupa bilangan pecahan. Akhirnya, ia mengkonversikan lagi skalanya sehingga temperatur titik es dan titik uap berupa bilangan bulat. Untuk skala Fahrenheit, temperatur titik beku normal air (titik es) dipilih sebagai 32 derajat Fahrenheit, temperatur titik didih normal air (titik uap) dipilih sebagai F) dan temperatur titik-titik didih normal air (titik uap) dipilih sebagai 212 derajat Fahrenheit F). Di antara titik es dan titik uap terdapat 180 derajat normal maksudnya di dalam air tidak ada unsur lain, tidak ada unsur lain murni h20.



BAB II DASAR TEORI 2.1 Pengertian Kalibrasi - USU-IR

Recommend Documents