Termometer laser bekerja dengan mendeteksi panas melalui sensor inframerah khusus yang berfungsi paling baik dalam kisaran panjang gelombang 8 hingga 14 mikrometer. Berbeda dengan anggapan sebagian orang, berkas laser yang terlihat hanya digunakan untuk membantu mengarahkan perangkat dan tidak memiliki hubungan apa pun dengan pengukuran suhu secara aktual. Ketika sensor ini menangkap energi inframerah yang dipancarkan dari permukaan, mereka mengubah energi tersebut menjadi sinyal listrik. Perangkat kemudian memproses sinyal-sinyal tersebut untuk menentukan suhu rata-rata pada titik atau area tertentu sesuai penelitian yang diterbitkan oleh Parker dan rekan-rekannya pada tahun 2023. Beberapa versi kelas atas dilengkapi dengan teknologi dual wavelength. Fitur ini membantu perangkat menyesuaikan faktor-faktor seperti pengaruh cuaca di udara antara termometer dan objek yang diukur. Dengan fitur ini, model-model canggih tersebut dapat memberikan pembacaan yang andal bahkan saat mengukur objek yang berjarak hingga 300 meter, meskipun hasilnya dapat bervariasi tergantung pada faktor lingkungan.
Cara material melepaskan panas, yang dikenal sebagai emisivitas permukaan, sangat penting untuk mendapatkan pembacaan suhu yang akurat. Sebagian besar logam yang tidak diproses berada di kisaran bawah spektrum dengan nilai emisivitas antara 0,05 hingga 0,2 menurut standar ASTM tahun 2022. Bahan organik seperti kayu cenderung jauh lebih baik dalam memancarkan energi termal, biasanya berada di kisaran 0,85 hingga 0,95 pada skala yang sama. Emisivitas rendah berarti permukaan ini tidak memancarkan radiasi yang dapat dideteksi sebanyak material lain, sehingga sulit untuk diukur secara akurat terutama saat pengukuran dilakukan dari jarak jauh. Karena alasan inilah termometer laser terbaru dilengkapi dengan pengaturan emisivitas yang dapat disesuaikan, mulai dari 0,1 hingga 1,0. Fitur ini memungkinkan teknisi menyesuaikan instrumen mereka secara tepat untuk situasi di mana berbagai material digunakan bersamaan, sehingga pengukuran menjadi lebih andal bahkan saat bekerja pada jarak lebih dari 50 meter.
Ketika melihat cara kerja termometer inframerah, rasio jarak-ke-titik (D:S) pada dasarnya memberi tahu kita area mana yang sedang diukur dibandingkan dengan seberapa jauh kita dari objek yang perlu diperiksa. Ambil contoh rasio 30:1. Artinya jika seseorang mengarahkan termometernya dari jarak 30 meter, pembacaan suhu akan berasal dari area yang lebarnya sekitar satu meter. Menjaga pengukuran dalam batas rasio ini cukup penting untuk mendapatkan hasil yang baik. Namun, jika melebihi batas tersebut, akurasinya akan menurun dengan cepat—sekitar plus atau minus 2 derajat Celsius untuk setiap tambahan satu meter, menurut beberapa pengujian yang dilakukan oleh NIST pada tahun 2022. Keadaan menjadi lebih rumit bila ada kondisi seperti kabut atau debu, karena partikel-partikel tersebut memantulkan cahaya inframerah yang kita andalkan. Hal ini membuat instrumen kita kurang andal dan meningkatkan kemungkinan terjadinya pembacaan suhu dari area yang tidak dimaksudkan untuk diukur.
Lensa germanium berkualitas baik yang dikombinasikan dengan lapisan anti-pantul membantu mengurangi kehilangan sinyal secara signifikan. Pada jarak sekitar 100 meter, lensa khusus ini menjaga atenuasi di bawah 2%, sedangkan lensa biasa dapat kehilangan hingga 15% kekuatan sinyalnya. Fitur penting lainnya adalah perakitan lensa multi-elemen yang mengatasi masalah pembloomingan termal saat beroperasi dalam kondisi panas. Hal ini menjadi sangat kritis dalam lingkungan industri di mana peralatan berjalan terus-menerus. Melihat perkembangan terbaru, produsen telah berhasil mengecilkan ukuran titik pengukuran sekitar seperempat dibandingkan dengan yang tersedia pada tahun 2018. Titik yang lebih kecil berarti resolusi optik yang lebih baik secara keseluruhan, sehingga memungkinkan penargetan detail kecil atau objek jauh dengan akurat yang sebelumnya sulit dibedakan.
Lingkungan benar-benar mengganggu pengukuran jarak jauh tersebut. Ketika kelembapan melebihi 60%, sinyal inframerah mulai tersebar sekitar 23% lebih banyak dari biasanya. Perubahan suhu lebih dari 10 derajat Celsius juga dapat menyebabkan ketidakakuratan pembacaan, sekitar 2 hingga 4% setiap 15 meter atau lebih, seperti yang ditemukan dalam beberapa penelitian terbaru yang dilakukan oleh Acuity Laser tahun lalu. Selain itu, ada berbagai macam partikel di udara seperti tetesan hujan, kabut, dan debu yang menyerap atau memantulkan cahaya inframerah sebelum mencapai sensor. Semua masalah ini semakin memburuk seiring dengan bertambahnya jarak. Karena itulah menjaga stabilitas atmosfer sangat penting jika seseorang ingin hasil pengukurannya benar-benar bermakna.
Apa yang menjadi bahan suatu benda sangat penting saat mendeteksi objek dengan teknologi inframerah. Permukaan logam mengilap memantulkan sebagian besar cahaya IR yang diterimanya, sekitar 85 hingga bahkan mungkin 95 persen menurut penelitian Meskernel tahun lalu. Sebaliknya, permukaan gelap dan doff menyerap sekitar 90 persen dari radiasi yang mengenainya, sehingga pembacaan suhu menjadi jauh lebih andal. Masalah muncul pada material yang tidak memancarkan panas secara signifikan, seperti aluminium atau baja tahan karat. Jika pengaturan emisivitas salah meskipun hanya sedikit, misalnya 0,05, maka pengukuran dari jarak 20 meter bisa meleset lebih dari sepuluh derajat Celsius. Karena itulah peralatan baru mulai dilengkapi fitur seperti dua penunjuk laser dan panduan referensi untuk bahan-bahan umum di lokasi, membantu teknisi mengatur semuanya secara tepat tanpa harus menebak-nebak.
Termometer laser tidak akan berfungsi dengan benar saat mencoba mengukur suhu melalui kaca biasa atau uap tebal. Alasannya? Kaca memantulkan kembali sekitar 90% sinar inframerah tersebut, yang berarti angka yang muncul di layar sebenarnya adalah suhu kaca itu sendiri, bukan benda yang berada di baliknya. Saat berurusan dengan area yang penuh uap, kondisinya menjadi lebih buruk karena tetesan air kecil yang melayang di udara mengganggu sinyal inframerah secara acak. Di tempat seperti pabrik di mana boiler diperiksa secara rutin, hal ini dapat menyebabkan pembacaan suhu meleset hingga 15 derajat Celsius atau lebih. Setiap orang yang menggunakan perangkat ini harus selalu mengingat untuk tidak mengarahkannya menembus material transparan atau ke lingkungan yang kaya uap air jika ingin mendapatkan hasil yang akurat.
Untuk mendapatkan pembacaan yang akurat, pastikan sensor diarahkan lurus ke permukaan yang diukur, idealnya dalam sudut sekitar 5 derajat dari posisi tegak lurus sempurna. Ketika diarahkan pada sudut sekitar 30 derajat dari pusat, pembacaan inframerah dapat menurun hingga 40 persen, yang sangat mengganggu akurasi pengukuran. Ada juga yang disebut rasio jarak-ke-titik (distance-to-spot ratio) yang penting untuk menentukan seberapa kecil objek yang bisa diukur dengan benar. Ambil contoh instrumen dengan rasio 30:1 yang umum digunakan—pada jarak tiga meter, alat ini membutuhkan area target yang lebarnya minimal 10 sentimeter agar berfungsi dengan benar. Jika operator tidak mengikuti panduan ini, mereka akan menangkap radiasi latar belakang yang tidak diinginkan bersamaan dengan sinyal yang seharusnya diukur, sehingga merusak seluruh data. Sebagian besar kesalahan ini terjadi karena pengguna tidak dilatih dengan cukup mengenai cara kerja perangkat ini dalam kondisi dunia nyata.
Termometer laser telah menjadi alat penting di banyak lingkungan industri di mana keselamatan merupakan perhatian utama. Alat ini memungkinkan pekerja memeriksa suhu pada komponen yang berbahaya untuk disentuh atau sulit dijangkau. Bagi insinyur listrik, alat ini sangat menyelamatkan ketika memeriksa pemutus sirkuit dan transformator yang masih hidup tanpa harus terlalu dekat dan menghindari risiko kilatan busur listrik yang berbahaya. Di lantai pabrik, tim perawatan dapat memindai belitan motor dan bantalan conveyor bahkan saat mesin berjalan pada kecepatan penuh. Artinya, pabrik tidak perlu sering berhenti beroperasi untuk pemeriksaan. Beberapa fasilitas melaporkan penghematan antara 30% hingga hampir setengah dari waktu henti biasanya dibandingkan dengan metode kontak lama yang mengharuskan penghentian operasi sepenuhnya.
Sebagian besar auditor energi saat ini menggunakan termometer laser untuk mengidentifikasi tempat panas keluar dari bangunan dan area di mana insulasi tidak berfungsi dengan baik. Gabungkan teknologi ini dengan uji pintu blower yang sudah lama dikenal, dan kita bisa mendeteksi kebocoran udara yang mengganggu tersebut dengan tingkat akurasi yang cukup mengesankan, sekitar 94%, setidaknya menurut laporan beberapa orang di Departemen Energi pada tahun 2023. Yang membuat setup ini sangat bernilai adalah kemampuannya dalam memindai seluruh eksterior bangunan secara cepat. Alat-alat ini mampu mendeteksi bahkan perbedaan suhu yang sangat kecil hingga sekitar 1,8 derajat Fahrenheit atau sekitar 1 derajat Celsius. Menemukan titik-titik ini membantu kontraktor memfokuskan upaya mereka tepat di lokasi yang paling membutuhkan, guna mencapai penghematan energi maksimal.
Sebuah peternakan surya di kawasan Tengah-Tengah berhasil memangkas biaya perawatan sekitar 60% setelah beralih ke termometer laser untuk memeriksa panel dari jarak jauh. Tim teknis mendeteksi area bermasalah saat menemukan perbedaan suhu lebih dari sekitar 28 derajat Fahrenheit dibandingkan panel di sekitarnya. Tidak perlu lagi memanjat-manjat atap dalam jumlah besar. Sebelum perubahan ini, pekerja menghabiskan waktu sekitar 300 jam setiap tahun untuk melakukan inspeksi berbahaya tersebut. Keselamatan jelas meningkat, dan operasional juga berjalan lebih lancar. Beberapa orang mungkin memperdebatkan persentase penghematan yang tepat, tetapi semua sepakat bahwa ini membuat hidup lebih mudah bagi staf perawatan yang kini tidak perlu lagi mempertaruhkan diri terjatuh hanya untuk mengetahui panel mana yang bermasalah.
Para peneliti satwa liar telah mulai menggunakan termometer laser untuk memantau hewan tanpa menyebabkan stres, terutama saat berurusan dengan spesies langka atau yang dilindungi. Menurut penelitian yang diterbitkan pada tahun 2022 oleh ahli zoologi, perangkat ini dapat mengukur suhu secara akurat dalam kisaran setengah derajat Fahrenheit (sekitar 0,28 derajat Celsius) bahkan dari jarak 100 kaki. Tingkat ketepatan seperti ini membantu mendeteksi demam pada kelompok hewan sebelum menyebar terlalu jauh di populasi. Keunggulan pendekatan ini adalah memungkinkan para ilmuwan memantau penyakit tanpa mengganggu perilaku normal hewan. Pengamatan semacam ini memberi kita petunjuk penting tentang kondisi ekosistem dan bagaimana populasi hewan berubah dari waktu ke waktu.
Alat pengukur suhu tanpa kontak berbeda dalam cakupan dan aplikasinya. Termometer laser memberikan pengukuran titik tunggal dengan rasio D:S tipikal dari 10:1 hingga 50:1, sedangkan kamera termal menangkap ribuan titik data untuk membuat peta termal lengkap. Perbedaan utama dirangkum di bawah ini:
| Fitur | Termometer laser | Kamera termal |
|---|---|---|
| Ketepatan Pengukuran | ±1% dari pembacaan | ±2°C atau 2% dari pembacaan |
| Jangkauan efektif | Hingga 100 meter | Hingga 1.000 meter |
| Biaya (Pemula) | $50 - $300 | $800 - $2.500 |
Kamera termal sangat ideal untuk mendiagnosis pola termal kompleks pada sistem kelistrikan atau selubung bangunan, sedangkan termometer laser menawarkan solusi hemat biaya untuk pengukuran cepat secara acak selama perawatan rutin peralatan (Thomasnet 2023).
Sistem inframerah saat ini menggabungkan penargetan laser dengan sensor termal untuk mengatasi kelemahan masing-masing teknologi yang digunakan secara terpisah. Perangkat hibrida yang lebih baru sebenarnya memiliki alat pengukur jarak laser bawaan yang menghitung seberapa jauh suatu objek dari titik target, sehingga membuat pengukuran menjadi sekitar 15 hingga bahkan 20 persen lebih akurat ketika diuji dalam kondisi lapangan nyata. Bagi pabrik-pabrik yang menjalankan sistem Industrial Internet of Things, kombinasi ini memungkinkan mereka memantau berbagai komponen bergerak seperti peralatan rotasi dan ban berjalan secara terus-menerus tanpa perlu adanya petugas yang berjaga setiap saat. Beberapa pabrik manufaktur melaporkan berhasil mendeteksi potensi kerusakan beberapa hari lebih awal berkat sistem pemantauan yang lebih cerdas ini.
Pilih termometer laser ketika:
Menurut survei tahun 2023, 68% manajer fasilitas lebih memilih termometer laser untuk pemeriksaan rutin karena portabilitasnya, kemudahan penggunaan, dan hasil yang cepat.
Tidak, termometer laser tidak dapat mengukur secara akurat melalui kaca karena kaca memantulkan sekitar 90% sinar inframerah.
Termometer laser memiliki jangkauan efektif hingga 100 meter.
Emisivitas memengaruhi cara permukaan memancarkan radiasi termal; pengaturan yang salah dapat menyebabkan pembacaan yang tidak akurat.
Ya, termometer laser sering digunakan dalam diagnosis bangunan untuk mendeteksi kebocoran panas dan celah insulasi.