EL3013-Flow and Level Measurement

8/18/2019 EL3013-Flow and Level Measurement

1/17

Tugas Makalah EL 3013 : Sistem Instrumentasi

Flow and Level Measurement

Anggota Kelompok :

Daniel Anugrah Wiranata (13213117)

Nicola Vitaly (13213127)

Fauzan Naufal Ramadhan (13213078)

A. Flow Measurement (Pengukuran Aliran)


2/17


3/17

)enturi eter dapat dibagi bagian utama yaitu:a. &agian 3nlet: &agian yang berbentuk lurus dengan diameter yang sama seperti diameterpipa atau cerobong aliran. (ubang tekanan awal ditempatkan pada bagian ini.b. 3nlet 4one: &agian yang berbentuk seperti kerucut, yang ber0ungsi untuk menaikkantekanan fuida.c. Throat #leher$: &agian tempat pengambilan beda tekanan akhir bagian ini berbentuk

bulat datar. 5al ini dimaksudkan agar tidak mengurangi atau menambah kecepatan darialiran yang keluar dari inlet cone.

Pada )enturi meter ini fuida masuk melalui bagian inlet dan diteruskan ke bagian outletcone. Pada bagian inlet ini ditempatkan titik pengambilan tekanan awal. Pada bagian inletcone fuida akan mengalami penurunan tekanan yang disebabkan oleh bagian inlet coneyang berbentuk kerucut atau semakin mengecil kebagian throat. "emudian fuida masukkebagian throat inilah tempat-tempat pengambilan tekanan akhir dimana throat iniberbentuk bulat datar. (alu fuida akan melewati bagian akhir dari venturi meter yaitu outletcone. 6utlet cone ini berbentuk kerucut dimana bagian kecil berada pada throat, dan pada6utlet cone ini tekanan kembali normal.

"elebihan: akurat dengan error #7!8$

"ekurangan: sulit untuk dimanu0aktur

ii. Flow !o""le

low +ole sama halnya dengan plat ori/ce yaitu terpasang diantara dua fensa. low+ole biasa digunakan untuk aliran fuida yang kecil. "arena fow nole mempunyai lubanglebih besar dan kehilangan tekanan lebih kecil daripada plat ori/ce sehinga fow noledipakai untuk fuida kecepatan tinggi pada temperatur tinggi dan untuk penyediaan airketel. low nole ini merupakan alat primer dari pengukuran aliran yang ber0ungsi untuk

mendapatkan beda tekanannya. 1edangkan alat untuk menunjukkan besaran aliran fuidayang diukur atau alat sekundernya adalah berupa manometer. Pada fow nole kecepatanbertambah dan tekanan semakin berkurang seperti dalam venturi meter. Dan aliran fuidaakan keluar secara bebas setelah melewati lubang fow nole sama seperti pada platori/ce. low nole terdiri dari dua bagian utama yang melengkung pada silinder.


4/17

iii. Pitot #ubes

+ama pitot tubes datang dari konsensip 5enry de Pitot pada tahun !9'%. Pitot tubesmengukur besaran aliran fuida dengan jalan menghasilkan beda tekanan yang diberikanoleh kecepatan fuida itu sendiri dapat dilihat pada ambar !. 1ama halnya seperti plateori/ce, pitot tubes membutuhkan dua lubang pengukuran tekanan untuk menghasilkansuatu beda tekanan. Pada pitot tubes ini biasanya fuida yang digunakan adalah jenis cairandan gas. Pitot tubes terbuat dari stainless steel dan kuningan.

"elebihan: murah dan mudah untuk diintalasi

"ekurangan: kurang akurat, error #7;8$

i$. Plat %ri&ce

*gar dapat melakukan pengendalian atau proses-proses


5/17

2ntuk plat ori/ce ini, fuida yang digunakan adalah jenis cair dan gas. Pada plat ori/ce inipiringan harus bentuk plat dan tegak lurus pada sumbu pipa. Piringan tersebut harus bersihdan diletakkan pada perpipaan yang lurus untuk memastikan pola aliran yang normal dantidak terganggu oleh /tting, kran atau peralatan lainnya.

Prinsip dasar pengukuran Plat ori/ce dari suatu penyempitan yang menyebabkan timbulnya

suatu perbedaan tekanan pada fuida yang mengalir.

"elebihan: murah, terdapat berbagai macam ukuran

"ekurangan: kurang akurat, error #7;8$

II. Mec'anical Flowmeteri. #urbine Flowmeter

low meter Turbin menterjemahkan tindakan mekanis putaran turbin di dalam aliran cairandi sekitar porosnya ke dalam tingkat aliran yang terbaca #gpm, lpm, dll$ Turbin cenderungmengikuti perjalanan aliran di sekitarnya. =oda turbin dipasang pada jalur aliran cairan yangmengalir dan mengenai bilah-bilah turbin, memberi gaya pada permukaan bilah turbin danmembuat rotor bergerak. "etika sebuah kecepatan rotasi yang terus-menerus tetap telahdicapai, kecepatan turbin sebanding dengan kecepatan cairan. Pada turbin terdapatkumparan dan magnet permanen sehingga tegangan ggl induksi yang dihasilkan dapatdianalisis untuk mengukur fow.

"elebihan: akurat, error #7>.%8$

"ekurangan: tidak presisi jika viskositas tinggi dan fow-rate rendah


6/17

ii. Positi$e Displacement Flow Meter

3nstrumen yang mengukur volume ? fow rate dari fuida dengan membagi suatu ruanganmedia yang tetap dengan volume yang terukur. 3nstrumen ini akan membuat pengukuranaliran fuida mengisi sebuah ruangan. Dengan tekanan dan kompensasi suhu, laju alirandapat diukur dengan ketelitian tinggi #7 >.; 8$.

"elebihan : akurat, error #7!.%;8$

"ekurangan: cepat rusak

III. lectronics Flowmeteri. Flow meter electromagnetic

low meter electromagnetic bekerja berdasarkan 5ukum arraday pada induksielektromagnetik untuk mengukur proses aliran. Tingkat tegangan sinyal sesuai dengan rata-rata kecepatan aliran yang diinduksi pada elektroda ketika cairan konukti* mengalir

melalui medan magnet pada suatu kecepatan ).

@ A &(v

( adalah jarak antar elektroda ? diameter tabung. 1ehingga tegangan @ yang terinduksisepanjang elektroda mebuat laju fuida v dapat diukur dengan ketelitian sebesar 7!8.


7/17

"elebihan: akurat, error #7!8$

"ekurangan: mudah rusak karena karat

ii. orte+ , s'reing Flowmeter

Prinsip kerja vorteB fowmeter adalah dengan menempatkan batang vorteB #shedder bar$ditengah tengah dari fow tube dari fowmeter. Pada saat ada aliran fuida yang mengenaibatang vorteB akan terbentuk gelombang vorteB yang proporsional dengan fow rate #lajualiran$ dari fuida tersebut. rekuensi yang dihasilkan oleh gelombang vorteB tersebutdideteksi oleh sensor pieo-electric. rekuensi yang dihasilkan proporsional dengan v# kecepatan aliran$, yang apabila dibagi dengan luas area akan mendapatkan volumetricfowrate #volume$.

"elebihan: akurat, error #7!8$. Dapat mengukur cairan dan gas

"ekurangan: rentan terhadap gangguan eksternal contohnya getaran pada pipa


8/17

I. Mass Flowmetersi. oriolis Mass Flowmeter

aya 4oriolis adalah gaya semu yang timbul akibat e0ek dua gerakan yaitu gerak rotasibumi dan gerak benda relati0 terhadap bumi. Prinsip 4oriolis menyatakan bahwa jika sebuahpartikel di dalam suatu gerak berputar mendekati atau menjauhi pusat perputaran, makapartikel menghasilkan gaya internal yang bekerja pada partikel itu. *ndaikan fuida sedangmengalir ke dalam 2-1haped tube pada kecepatan laju fuida ) dan tabung sedang bergetarpada kecepatan sudut, maka dengan mempertimbangkan suatu bagian yang kecil dari fuidapada bagian inlet masuk dengan jarak r, maka dihasilkan suatu gaya #dikenal sebagaicoriolies 0orce$ yang dirumuskan sebagai berikut.

"elebihan: mempunyai akurasi tinggi, dan perawatannya mudah

"ekurangan: produksinya membutuhkan biaya tinggi

ii. #'ermal Mass Flowmeter

Thermal ass low eter adalah alat ukur yang secara langsung mengukur aliran massa gasberdasarkan prinsip perpindahan panas kondukti0 dan konvekti0. Thermas mass fow meterberawal dari seorang yang bernama () "ing pada tahun !C!, memperkenalkan hukum "ingyang mengungkapkan bahwa bagaimana kawat dipanaskan direndam dalam aliran fuidauntuk mengukur kecepatan mass pada satu titio di fuida tersebut. "ing menyebutinstrumennya dengan hot-wire anemometer.

1ebuah thermal mass fowmeter memiliki probe #insertion style$ atau fow tube #in-line style$yang menggunakan sensor yang berhubungan langsung dengan gas. 1ensor inimenggunakan sensor =TD. 1ensor =TD #=esistant Temperature Detector$ terdiri dari

gulungan platinum. 1ensor ini untuk mengukur temperatur gas. =TD memiliki % buah platpengukur suhu, dimana plat pertama sebagai suhu re0erensi dan plat lainnya ber0ungsi

untuk mengukur suhu aliran. Perbedaan suhu antara suhu re0erensi dan suhu yanng terukurtersebut yang kemudian akan diukur massa alirannya.


9/17

"elebihan: harganya terjangkau, dapat digunakan untuk gas bertekanan rendah

"ekurangan: hanya dapat digunakan untuk gas, akurasi medium

. /e$el MeasurementI. Pengertian(evel measurement adalah pengukuran suatu tingkat?level dari cairan atau fuidalainnya dengan menggunakan sensor level. 1ensor level akan mendeteksi

level?tingkat dari cairan, fuida lainnya, powders?bubuk dan granular materials. Eika semua bahan tersebut berada di dalam suatu wadah, maka permukaannyaakan merata secara horiontal. 5al ini disebabkan oleh gravitasi yang selalu

menarik materi tersebut ke arah pusat gravitasi yaitu inti bumi. Permukaan yangmerata secara horiontal tersebutlah yang diman0aatkan oleh alat ukur untuk

dapat melakukan pengukuran level terhadap suatu bahan. Dalam suatupengukuran, bahan-bahan tersebut dapat diukur tingkat?levelnya pada suatu

wadah buatan atau wadah natural #contoh: sungai?danau$. Pengukuran level ini

dapat memiliki nilai yang kontinu maupun diskrit, hal ini disesuaikan denganbahan yang akan diukur. 1ensor level kontinu akan melakukan pengukuran padarange yang spesi/k dan dapat memberikan nilai pengukuran level yang tepat dari

suatu bahan. 1edangkan sensor level dikrit hanya dapat memberikan in0ormasiapakah level dari bahan yang diukur tersebut berada di atas?bawah titik ukur.

Dalam memilih sensor level yang optimal, kita harus melakukan banyak

pertimbangan. Pertama, beberapa hal /sik dari bahan yang harusdipertimbangkan adalah :!. Phase #liFuid,solid, atau slurry$%. Temperatur'. Tekanan. "onstanta dielektrik

;. DensitasG. Acoustical?electrical noise9. &entuk dari bahan yang akan diukur

"edua, selain hal-hal /sik dari bahan, kita juga harus mempertimbangkan

beberapa hal dari alat ukurnya sendiri, yaitu :

!. 5arga%. *kurasi'. "emudahan untuk melakukan kalibrasi?pemrograman


10/17

. 2kuran;. "ontrol level kontinu dan diskrit.

Penting bagi kita untuk mempertimbangkan hal-hal di atas dalam memilih sensor

level agar kita dapat menggunakan alat ukur yang sesuai dengan kebutuhan.

II. onto' , conto' /e$el Measuring De$icei. Dipsticks

ara 0er1aDipstick merupakan alat ukur level yang paling sederhana, alat ini hanyaterdiri dari sebuah batangan metal yang mempunyai skala pada

batangnya. 4ara kerjanya juga sangat sederhana yaitu denganmencelupkan batangan ini secara vertical ke dalam wadah dimana

terdapat suatu cairan yang akan diukur. "emudian untuk melihat hasilpengukurannya, operator akan menarik keluar batangan tersebut dan

mengukur panjang bagian yang basah.

Eenis dipstick lainnya adalah optical dipstick yang menggunakan teknologioptic untuk melakukan pengukuran sehingga alat tersebut tidak harus

dikeluarkan dari cairan yang sedang diukur levelnya. 4ara kerjanya yaitudengan meman0aatkan sumber cahaya yang dipancarkan ke suatu cermin

sehingga cahaya diteruskan sampai ke ujung batang dipstick kemudiancahaya tersebut akan masuk ke light detector setelah cahaya tersebut

dipantulkan oleh cermin yang kedua. "etika alat tersebut dimasukkan kedalam air, maka cahaya akan mengalami bias sehingga cahaya tidak akan

masuk ke light detector. "emudian dengan meman0aatkan alat mekanikyang ber0ungsi untuk menggerakkan instrument tersebut ke atas dan ke

bawah, kita dapat mengukur posisinya untuk menentukan nilai level dari

cairan tersebut bisa kita pantau.


11/17

0elebi'an 2 0ekurangan"elebihan dari alat ini adalah harganya yang sangat murah namun alat inimemiliki beberapa kekurangan. "ekurangannya diantara lain adalah

akurasi pengukurannya yang sangat rendah. =endahnya tingkat akurasi ini juga disebabkan oleh pengoperasiannya yang masih secara manual dan

melibatkan manusia sehingga 0aktor ketelitian manusia juga turutmempengaruhi tingkat akurasi pengukuran tersebut. *lat ukur ini juga

hanya bisa digunakan untuk pengukuran pada wadah yang kecil dandangkal.

Pada optical dipstick, kita dapat melakukan pengukuran pada wadah yang

lebih besar dan lebih dalam dibanding yang bisa diukur oleh dipstick yangbiasa.

ii. Float 3ystems

ara 0er1aPada pengukurannya kita menggunakan suatu bahan yang mempunyaimassa jenis lebih rendah dari massa jenis cairannya sebagai foat. loat

tersebut akan dikaitkan dengan tape?tali, "emudian dari panjang tali yangkita gunakan tersebut, kita dapat mengetahui ketinggian?level dari air

tersebut.


12/17


13/17

0elebi'an 2 0ekurangan"elebihannya adalah alat ukur ini dapat dipakai secara terus menerus

tanpa harus sering dilakukan perawatan. Tingkat akurasinya menjadi tidak

terlalu baik akibat nilai massa jenis air yang nilainya tidak akurat.

i$. apaciti$e De$ices

ara 0er1aDua buah pelat dengan jarak tetap. (alu saat berada diudara,kapasitansinya cukup rendah, sedangkan semakin kita memasukannya

pada air, semakin tinggi nilai kapasitansi dikarenakan nilai dielektrik airlebih besar dari udara. +ilai dari perubahan kapasitansi tersebut akan

diterima oleh mikroprosesor yang akan diterjemahkan sebagai nilai


14/17

ketinggian. &iasanya digunakan pada kapal laut.

0elebi'an 2 0ekuranganIPrinsip mudah dan murahI4ocok untuk cairan dan padatan massalITidak ada bagian yang bergerakI4ocok untuk media korosi0 -Pengukuran tidak dapat dilakukan pada sairan kondukti0 karenakapasitansi akan terganggu dikarenakan adanya short circuit

$. ltrasonic /e$el 5auge

ara 0er1a1ensor bekerja dengan cara mengirimkan gelombang suara dan

mengukur waktu tempuh gelombang dari mulai sampai kembali kealat penerima gelombang dengan sebuah kecepatan suara ang

tetap, jarak dapat dihitung. 1inyal memiliki range 0rekuensi ;

sampai >k5. @nergi listrik akan memberikan daya pada kristalpieo electric yang akan menghasilkan gelombang suara. Ditambah

sebuah timer untuk menghitung waktu tempuh


15/17

Fungsiengukur jarak antara isi dan bagian atas kapal tanpa menyentuh

air

0elebi'an 2 0ekuranganITanpa kontak dengan mediaI4ocok pada segala jenis cairanI=eliableITidak ada bagian yang bergerakI*kurasi tinggi >.%;8-1ulit untuk mengukur cairan yang menerap suara-1uhu terbatas !9> derajat-Tidak cocok pada tekanan tinggi dan hampa udara

$i. 6aar (Microwa$es) Met'os

ara 0er1a

enggunakan gelombang mikro untuk menentukan tingkat darisebuah materi. 1ama seperti ultrasonik, gelombang mikro ini akan

dirambatkan ke media untuk dibaca waktu rambat


16/17

Fungsiengukur ketinggian air tanpa menentuh air tersebut

0elebi'an 2 0ekuranganITanpa kontak dengan mediaI4ocok pada segala jenis cairan

I=eliablesITidak ada bagian yang bergerakI*kurasi tinggiIPada suhu dan tekanan tinggi-ahal

$ii. 6aiation Met'os

ara 0er1aenggunakan radiasi gamma yang dirambatkan. Pengukuran akan

dibaca pada gamma yang telah melewati medium untuk dibacaperedaman gelombangnya. Dengan dua sumber umum radio akti0

4esium dan 4obalt. Tentu memiliki batas akti/tas dikarenakan

adana waktu paruh ;.' tahun #4obalt$ dan '% tahun #4esium$

Fungsi

engukur tanpa menyentuh media

0elebi'an 2 0ekurangan


17/17

I4ocok untuk berbagai mediumITanpa halangan-5arus ada pengamanan khusus-ahal-Perlu lisensi

. Da*tar Pustaka

*lan 1. orris, Measurement and Instrumentation Principle ,

&utterworth 5einemann, 2", %>>!.

https:??en.wikipedia.org?wiki?uelJgauge

https:??en.wikipedia.org?wiki?Dipstick

http:??ilmubawang.blogspot.co.id?%>!!?>?level-measurement-tingkat-pengukuran.html

http:??www.omega.com?literature?transactions?transactionsJ)olJ3).pd

0

http:??www.fowmeters.com?coriolis-mass-technology

http:??www.fowmeters.com?thermal-technology
https://en.wikipedia.org/wiki/Fuel_gaugehttps://en.wikipedia.org/wiki/Dipstickhttps://en.wikipedia.org/wiki/Dipstickhttps://en.wikipedia.org/wiki/Fuel_gauge

EL3013-Flow and Level Measurement

Documents

Transcript of EL3013-Flow and Level Measurement