BAB II

DASAR TEORI

II. 1 Pengertian Alat Ukur Level

Alat ukur level adalah alat-alat instrumentasi yang dipergunakan untuk

mengukur dan menunjukkan tinggi permukaan air. Dimana alat ukur ini memiliki

beberapa tujuan yaitu :

1. Mencegah kerusakan dan kerugian akibat air terbuang

2. Pengontrolan jalannya proses

3. Mendapatkan spesifikasi yang diinginkan

II. 2 Metode-Metode Pengukuran Level

Metode pengukuran level permukaan air ada dua macam cara, yaitu :

1. Pengukuran dilihat langsung

Gambar 2.1 memperlihatkan metode dilihat langsung dimana tinggi

permukaan air dapat dilihat langsung dan diduga kedalamannya dan

ditunjukkan dalam satuan pengukuran panjang (meter). Dengan

diketahuinya tinggi permukaan air maka volume air yang diukur dapat

dicari bila dikehendaki.

Dilihat Langsung

Tinggi Air

Gambar 2.1 Metode dilihat langsung

Universitas Sumatera Utara

Alat ukur menurut metode pengukuran dilihat langsung ada dua jenis,

yaitu :

1. Gelas Penduga (Level Glass)

Gelas Penduga dapat menunjukkan tinggi permukaan air dalam suatu

bejana secara langsung. Prinsip yang dipergunakan pada gelas penduga

adalah prinsip Bejana Berhubungan. Gelas Penduga terdiri dari dua

jenis yaitu Gelas Penduga ujung terbuka dan Gelas Penduga ujung

tertutup. Gambar 2.2 memperlihatkan sebuah bejana dan Gelas

Penduga Ujung Terbuka. Pemasangan dari gelas penduga ini sangat

sederhana. Pada bejana disediakan suatu pipa pengambilan dimana

Gelas Penduga ditempatkan. Seal (packing) disediakan agar

sambungan jangan sampai bocor. Klem juga disediakan agar Gelas

Penduga tetap pada posisinya.

Gambar 2.2 Gelas Penduga ujung terbuka

Universitas Sumatera Utara

Sebagian dari air dalam bejana akan mengalir ke dalam Gelas

Penduga. Tinggi permukaan air pada Gelas Penduga dan bejana

biasanya sama, karena bejana dan Gelas Penduga adalah merupakan

dua bejana yang berhubungan. Gelas Penduga ujung terbuka

dipergunakan pada tangki-tangki tidak bertekanan yang tingginya tidak

melebihi 1,5 meter. Seperti tangki-tangki penampung minyak diesel,

motor bakar dan lain-lain. Gambar 2.3 memperlihatkan Gelas Penduga

Ujung Tertutup dengan bejana bertekanan tinggi. Kedua ujung Gelas

Penduga dihubungkan dengan bejana. Ujung bagian bawah

tersambung dengan bagian bejana berisi air, sedangkan ujung bagian

atas tersambung dengan bagian bejana berisi uap (kosong). Level Glass

yang dipergunakan untuk air bertekanan tinggi harus diberi pelindung

kaca tahan banting dan harus diperlengkapi dengan kerangan-kerangan

isolasi yang memungkinkan level glass dilepas dari sistem sewaktu

perbaikan atau pembersihan.

Gambar 2.3 Gelas Penduga ujung tertutup

Level Glass yang dipergunakan untuk air dengan temperatur yang

tinggi harus diperlengkapi dengan saluran buangan. Saluran ini

Universitas Sumatera Utara

berfungsi untuk mencegah Thermal Shock yang dapat memecahkan

level glass sewaktu menjalankan kembali sesudah perbaikan. Level

Glass juga sering diperlengkapi dengan lampu penerang untuk

mempermudah pemeriksaan terutama pada malam hari.

2. Pemberat dan Pita

Gambar 2.4 merupakan cara termudah untuk mengukur tinggi

permukaan air dalam tangki-tangki yaitu dengan menggunakan sebuah

pipa pengukur yang diberi bobot pemberat. Bobotnya diturunkan ke

dalam tangki dan tinggi permukaan air dilihat langsung pada pipa

pengukuran (pipa ini telah diberi skala). Disamping itu pada tangki

harus disediakan lubang agar bobot dapat masuk dan diturunkan.

Gambar 2.4 Pemberat dan Pita

Universitas Sumatera Utara

2. Mekanik

Gambar 2.5 memperlihatkan metode mekanik. Gaya pada air

menghasilkan gerak mekanik. Pergerakan mekanik ini kemudian

dikalibrasi ke dalam bentuk skala angka-angka.

Kalibrasi

Gerak Mekanik

Gaya Pada Cairan

Gambar 2.5 Metode Mekanik

Alat ukur menurut metode mekanik ada dua jenis, yaitu :

1. Menurut Gaya Apung (bouyancy) dengan menggunakan Penggeser

(displacer).

Disebut displacer adalah karena prinsipnya nilai gerak apung yang

dihasilkan oleh displacer didesain untuk menggantikan (displacement)

nilai volume air yang menghasilkan gerak apung tersebut. Gambar

2.6(A) memperlihatkan sebuah Penggeser di dalam silinder kosong,

digantungkan pada sebuah dacing (timbangan). Pada Gambar 2.6(B)

air setinggi 7 inchi pada silinder mengurangi berat penggeser sebesar

1lb, dan pada Gambar 2.6(C) air setinggi 14 inchi menggantikan

(mengurangi) berat dari penggeser sebesar 2lb sehingga berat dari

penggeser kini hanya sebesar 1lb.

Universitas Sumatera Utara

Gambar 2.6 Penggeser

Ada tiga hal yang penting untuk diperhatikan pada kejadian ini, yaitu :

1. Penggeser tidak akan terapung di atas air, melainkan sebagian akan

terbenam, karena penggser itu sendiri mempunyai berat tertentu

dan terikat pada gantungan.

2. Naiknya tinggi permukaan air akan membuat Penggeser naik,

karena adanya gaya apung yang lebih besar dari air. Akan tetapi

pergerakan dari Penggeser hanya kecil sekali dibandingkan dengan

naiknya tinggi permukaan air.

3. Perubahan pada kedudukan Penggeser akan mengakibatkan

perubahan pada kedudukan penunjuk dari timbangan.

Gambar 2.7 memperlihatkan Penggeser dengan Meteran Penunjuk.

tabung pemuntir dipergunakan langsung untuk menggerakkan

penunjuk (pointer). Baik untuk indikator maupun kontroler, Penggeser

selalu dihubungkan dengan Transmitter sinyal. Output dari Transmitter

kemudian dikirimkan ke Meteran Penunjuk. Output ini bisa berupa

sinyal pneumatik maupun sinyal listrik.

Universitas Sumatera Utara

Gambar 2.7 Penggeser dengan Meteran

Prinsip kerja dari alat ukur dengan Penggeser pada umumnya dapat

dikatakan sebagai berikut :

1. Perubahan pada tinggi permukaan air yang diukur akan

mengakibatkan perubahan pada gaya apung dari air tersebut. Ini

akan membuat Penggeser bergerak turun atau naik.

2. Pergerakan Penggeser akan menghasilkan gerak memuntir pada

Tabung Pemuntir.

3. Pergerakan dari Tabung Pemuntir kemudian dipergunakan

menghasilkan sinyal pneumatik atau listrik. Kemudian sinyal ini

dikirimkan ke Meteran Penunjuk. Meteran Penunjuk dapat berupa

Meteran dengan Tabung Bourdon. Meteran-meteran ini

sebelumnya telah dikalibrasi ke dalam bentuk persen.

Universitas Sumatera Utara

2. Menurut Gaya Tekan (tekanan) dengan menggunakan Sistem

Gelembung (bubble system) dan Beda Tekanan (differential pressure).

Gaya Tekan (tekanan) dengan Sistem Gelembung (bubble system)

Gambar 2.8 memperlihatkan alat ukur tinggi permukaan air dengan

menggunakan Sistem Gelembung. Meteran Penunjuk untuk alat ukur

ini umumnya adalah Pressure Gage dengan Tabung Bourdon yang

telah dikalibrasi sebelumnya ke dalam bentuk skala persen. Alat ukur

tinggi permukaan air dengan sistem gelembung dipergunakan pada

tangki-tangki tidak bertekanan (tekanan statis).

Gambar 2.8 Sistem Gelembung

Sistem gelembung memerlukan catu udara bertekanan yang kontinyu.

Biasanya tekanan udara ini maksimum 50 Psi. Udara ini dimasukkan

ke dalam yang terbenam (tegak) pada cairan yang akan diukur.

Semakin tinggi permukaan air yang diukur semakin besar tekanan

udara yang dibutuhkan untuk dapat mengatasi tekanan statis yang

diberikan air. Dengan demikian, tinggi permukaan air dapat diukur

melalui besaran tekanan udara yang dibutuhkan ini.

Universitas Sumatera Utara

12

Gaya Beda Tekanan (Differential Pressure)

Gambar 2.9 memperlihatkan skematik dari pengembus yang

dipergunakan dalam pengukuran tekanan. Pengembus seperti ini juga

dapat dipergunakan untuk pengukuran tinggi permukaan cairan.

Gambar 2.9 Pengembus untuk Transmitter Tinggi Permukaan Air

Diafragma dan Pengembus seperti yang dibicarakan pada alat-alat ukur

tekanan dapat dipergunakan untuk mengukur tinggi permukaan air

akan tetapi, sama halnya dengan Penggeser maka Diafragma dan

Pengembus selalu dihubungkan dengan transmitter, baik pneumatik

maupun listrik. Kemudian tekanan sinyal pneumatik atau tegangan

listrik ini diteruskan ke Meteran penunjuk yang telah dikalibrasi

sebelumnya.

Universitas Sumatera Utara