Jenis-jenis Meter Air Berdasar Cara Kerja (1)

Meter air sangat penting bagi perusahaan air minum untuk memonitor secara terus-menerus pemakaian air pelanggan sehingga didapat rekening tagihan bulanan yang akurat, selain itu juga berfungsi untuk mengontrol dan mengendalikan pemakaian air pelanggan sesuai dengan kebutuhan. Jenis meter air berdasarkan cara kerja dibagi menjadi : 

A.  Positive Displacement (Volume)Meter kelompok ini mempunyai tingkat akurasi yang sangat tinggi, termasuk meter klas C. Kelebihan meter jenis ini mudah dibaca tanpa memerlukan keahlian khusus dan mampu membaca pada aliran dengan pressure yang lemah. Meter jenis ini sangat cocok untuk pelanggan domestic dan pelanggan industry kecil. Selain itu jenis meter ini bisa dipasang pada semua posisi. Kelemahan dari meter jenis ini biasanya sangat sensitive terhadap kotoran atau pasir, selain itu tidak bisa pada aliran dengan pressure yang besar. Meter jenis ini bisa juga disebut dengan meter volumetric, karena mekanik yang menggerakan angka meter berdasar dari volume ruangan yang telah ditentukan besarnya dari pabrik. Meter air jenis ini dibagi menjadi 2 :

Nutating Disc Meter - neptuneflowmeter.com

1.  Nutating  Disc Meter.Meter jenis ini mempunyai lempengan berbentuk cakram/disk yang berada di dalam body meter. Cakram ini menempati satu ruang yang telah terhitung volumenya. Cakram ini kemudian berputar seiring dengan masuknya air ke dalam mater. Cakram ini dihubungkan dengan register meter dengan stick atau tuas untuk mencatat jumlah pemakaian air. Banyaknya putaran cakram ini menunjukan semakin banyaknya kuantitas air yang masuk dan tercatat pada meter. 

2. Oscilating Piston Berbeda dengan jenis meter disc meter, meter jenis piston memilik semacam bucket atau gayung yang akan berputar apabila dialiri air. Air akan masuk dari lubang input dan memenuhi bucket yang akan segara berputar dan menyalurkan pada ruang dibalik bucket melalui sebuah saringan. Pergerakan dari bucket ini menggerakan mekanik yang terhubung pada angka register.Semakin cepat pergerakan bucket menunjukan volume air yang melaluinya semakin banyak. Meter jenis ini biasanya dilengkapi dengan check valve sehingga air tidak bisa berbalik arah. Saringan pada bucket sangat kecil, hal inilah yang menyebabkan meter jenis ini mudah macet apabila ada pasir.

B. Non Displacement (Non Volume)      Meter non displacement merupakan kebalikan dari positive displacement meter terdiri dari beberapa jenis :  

1. Velocity meter.    Jenis meter ini menggunakan laju air sebagai penggerak dari mekanikal yang ada di dalam meter dan terhubung kepada angka register meter. Kecepatan pada air secara spesifik di konversi menjadi volume yang terbaca pada register meter. Jenis velocity meter ini ada beberapa type :

a.   Single dan Multiple-jet. Kecepatan air menggerakan impeller yang ada di dalam meter dan berputar menggerakan roda gigi mekanik dan diteruskan ke register meter.

Perbedaan antara single-jet  dengan multiple-jet adalah apabila single jet hanya memiliki satu lubang input dengan konstruksi dalam meter dibuat sedemikian rupa hingga air yang masuk hanya mengenai satu sisi impeller saja demikian dengan lubang keluarnya. Meter ini mampu membaca pada aliran air rendah (low flow), termasuk meter klas C. 

Sedangkan pada meter jenis multiple-jet mempunyai tempurung yang membungkus impeller dan pada tempurung ada 2 lubang input dan 2 lubang output, lubang-lubang ini dibuat sedemikian rupa sehingga mampu memutar impeller. Secara umum meter jenis ini lebih mampu untuk tetap berputar pada air yang mengandung pasir. 

b.  Meter Air Turbin

Meter jenis ini diciptakan oleh Reinhard Woltman. Meter ini mempunyai beberapa keping kipas atau rotor yang dipasang pada sumbu as. Cara kerja meter ini sama dengan meter velocity menggunakan kecepatan air untuk memutar baling-baling dan yang diteruskan pada register untuk dikonversi menjadi volume atau kubikasi. Jenis ini ada yang bertipe vertical dimana sumbu as baling-baling terpasang secara vertical biasanya digunakan pada aliran yang memiliki aliran turbulensi, konstruksi meter dibuat sedemikian rupa sehingga alir tidak langsung mengenai kipas/baling-baling. Hal ini memungkinkan meter ini bisa menerima semua type aliran air sehingga

pembacaan meter lebih akurat. Meter type woltman vertical ini juga disebut juga type Woltmag.

Sementara kebalikan dari type woltmag adalah type woltex dimana sumbu as terpasang secara horizontal sehingga bisa juga di sebut type woltman horizontal. Air masuk dari lubang input langsung mengenai baling-baling, meter jenis ini hanya bisa menerima air pada aliran dengan kecepatan tinggi, karena apabila pada debit kecil tidak akan mampu memutar baling-baling.

Sumber : - Selection, instalation, testing and Maintenance - AWWA. - Berbagai sumber lainnya. c.  Meter propeller.

sumber dari caes.uga.eduMeter propeller terdiri dari tuas berputar atau spindle, sebuah heliks berbentuk impeller,diposisikan dalam arah aliran air. Ketika aliran airmasuk pada meter, maka impeller akan berputar.Kecepatan putaran pada impeller berbanding lurusdengan kecepatan aliran.Putaran dikonversikan melalui kopling magnetikdan meneruskan pada register untuk menghitungkecepatan aliran dan mengalikan dengan luaspenampang tabung meter. Meter air jenis ini biasa digunakan pada aliran irigasi pertanian.

d. Meter Proportional

Meter jenis proporsional biasanya digunakan pada air yang tidak diolah (untreated water) seperti air baku, atau air irigasi. Pada meter ini terpasang saringan (strainer) yang berfungsi menahan material padat sehingga Itu adalah air yang mengandung partikelpadat. Pada konstruksi utama meter yang dialiri air tidak ada alat mekanik yang

bergerak.  Argometer by-pass menggunakan desainturbintertentuyangterbuat dari material yang tidak mudah aus. Meter irrimag tidak sensitive pada material padat dan aliran air lambat (low flow). Termasuk meter air klas D, Irrimag meter sangatcocok untuk air dari ekstraksilangsung dan aplikasi irigasi. Jenis ini juga ideal untuk meter hidran pemadam kebakaran. 2. Differential pressure (Perbedaan Tekanan)

    a. Meter Venturi

Meter air Venturi ini dibuat dengan menggunakan prinsip Bernoulli untuk mengukur besarnya aliran air yang lewat.  Pada bagian tengah pipa konstruksi meter mengecil sehingga diameternya lebih kecil daripada pipa di bagian hulu. Cara kerja meter ini adalah apabila aliran air melalui suatu bagian luas penampang pipa yang lebih kecil, maka perubahan kecepatan aliran akan terjadi sehingga menyebabkan kecepatan air akan bertambah.  Perbedaan tekanan juga akan terjadi apabila melalui luas penampang yang berbeda. Meter venturi sesuai untuk jaringan pipa yang berdiameter besar seperti pada meter produksi atau meter intake dan tidak memerlukan banyak perawatan.

sb. mw4rosemount.usinternet.comb. Meter Orifice Cara kerja meter air orifis hampir sama dengan prinsip kerja dengan meter Venturi.  Perbedaan antara meter air orifis dengan meter air venturi adalah meter air orifis mempunyai lempeng bulat mempunyai satu atau lebih lubang di

tengahnya yang dipasang ditengah pipa meter. Debit air yang lewat pada meter air orifis dapat ditentukan dengan menggunakan prinsip yang sama dengan meter air venturi.

c. Pitot Tube Meterd. Flow Nozzle Meter.Kedua jenis meter ini sangat jarang digunakan di industri air minum, sehingga kali ini tidak dibahas.

Hal-hal Yang Mempengaruhi Akurasi Meter Air

Setelah penulis mengajak pembaca untuk berdiskusi tentang meter tamper dan beropini tentang meter air prabayar, sekarang penulis mengajak pembaca untuk berdiskusi tentang akurasi meter air.

Seperti kita ketahui bersama bahwa permasalahan pokok yang sekarang dihadapi oleh Perusahaan Air Minum di Indonesia adalah tingginya angka kehilangan air. Setelah air dialirkan dari SPAM melalui pipa menuju jaringan pelanggan sudah sulit untuk mengidentifikasi kehilangan air tersebut. Sulit untuk membagi prosentase antara kehilangan air secara teknis maupun secara komersial. Tidak ada lagi alat yang digunakan untuk mengukur kehilangan air pada jaringan pipa selain meter air. Untuk menurunkan angka 1% saja sangat sulit.

Faktor-faktor yang mempengaruhi akurasi meter air diantaranya adalah : 

1.   Faktor Kelas Metrologi .      Dalam SK SNI S-01-1990-F berdasar nilai besaran Qmin (debit minimal) dan Qt (debit transisi) meter air dibagi menjadi 3 kelas metrologis dengan Qn (debit normal) kurang dari 15 m3/jam. Kelas A Qmin = 0,04  Qt = 0,1Qn; Kelas B Qmin = 0,02Qn Qt = 0,08Qn; Kelas C Qmin = 0,01Qn Qt = 0,015Qn. Sedang dalam peraturan ISO 4064-1:1993 ditambah dengan kelas D Qmin = 0,0075Qn, Qt = 0,0115Qn.

Diantara kelas metrologi tersebut yang banyak digunakan oleh PAM adalah kelas B dan kelas C saja, maka penulis akan fokus pada ke-2 kelas tersebut. 

      Dari grafik disamping ini apabila kita mempunyai meter dengan debit normal (Qn) sebesar 100 l/jam maka pada kelas C air akan mulai terbaca pada 0,6 l/jam dengan error margin hingga ± 5% dan akan terbaca dengan baik mulai pada saat debit transisi yaitu 1,5 l/jam dengan margin error hingga ± 2% hingga mencapai debit maximum yaitu 2xQn yaitu 200 l/jam. Pada kelas B air akan mulai terbaca pada 3 l/jam dengan error margin hingga ± 5% dan akan terbaca dengan baik mulai pada saat debit transisi yaitu 20 l/jam dengan margin error hingga ± 2% hingga mencapai debit maximum yaitu 2xQn yaitu 200 l/jam.

      Grafik ini jelas menunjukan bahwa tingkat akurasi dari kelas C lebih baik dibanding dengan kelas B. Dari sisi hargapun kelas C lebih mahal daripada kelas B sehingga banyak perusahaan air minum yang memasang meter

kelas B dengan pertimbangan biaya. 

2.   Faktor Instalasi Meter Air.      Selain faktor kelas maka faktor lain  yang mempengaruhi akurasi meter air adalah factor pemasangan instalasi.  Pada meter jenis multijet atau singlejet akan terbaca sesuai dengan kelasnya apabila terpasang secara horizontal. Tidak sedikit petugas instalasi atau kontraktor  melakukan pemasangan yang karena keterbatasan pengetahuan atau keterbatasan lokasi, meter air  dipasang secara vertical akibatnya meter air tidak terbaca akurat. Pemasangan asesoris yang tidak tepat seperti pemasangan kran atau elbow sebelum meter yang terlalu dekat sehingga mengakibatkan turbulensi pada aliran air dan berdampak pada akurasi meter. Idealnya meter air dipasang setelah asesoris pada jarak 10x diameter pipa. Bisa saja untuk mengatasi keterbatasan lokasi meter dipasang flow straightener untuk menormalisasi aliran air. Hal ini biasa terjadi pada meter besar pada pelanggan non domestik atau pada meter zone area. 

3.   Faktor Kualitas Air      Air yang mengandung pasir atau lepasan material karat pada pipa besi juga akan mempengaruhi akurasi meter air karena akan menghambat laju putaran kipas pada meter jenis multijet bahkan apabila terlalu banyak akan mengakibatkan meter menjadi stuck atau macet, terlebih lagi pada meter jenis volumetric yang sangat peka terhadap kotoran. Penulis pernah membongkar meter yang macet ternyata yang mengakibatkan macet adalah kayu balok sepanjang ± 3 meter yang membujur didalam pipa 3”. Meter yang mengalami stuck atau macet akibat kotoran ini sebaiknya dilakukan tera ulang setelah meter air tersebut dibersihkan. Penulis pernah melakukan tera meter di lapangan dengan menggunakan meter test bench, hasilnya kebanyakan apabila meter tersebut sering tersumbat pasir atau kotoran lain maka meter tersebut menjadi tidak akurat. Kotoran tersebut membuat aliran menjadi turbulen. Jika tidak bisa diperbaiki dengan cara flushing atau setelah tera ulang hasilnya tidak akurat maka meter tersebut harus diganti.

4.   Faktor Usia Meter Air.      Pelanggan banyak yang merasa bahwa meter air yang terpasang di rumahnya dalam keadaan normal dan tidak ada masalah. Hal ini karena pelanggan sudah merasa pas dengan akurasi meter air tersebut. Apalagi kalau fisik meter secara kasat mata juga memperkuat keyakinan tersebut. Dengan kondisi ini pelanggan merasa meter airnya tidak perlu diganti.  

Kondisi ini bahkan tidak disadari oleh sebagian kecil petugas PAM. Bagaimanapun Meter Air adalah benda buatan manusia yang pada akhirnya akan mengalami kerusakan. Apalagi meter air tidak pernah berhenti, terus bekerja selama 24 jam melayani pelanggan kecuali sengaja aliran air dihentikan baik oleh petugas PAM maupun oleh pelanggan.

Grafik di atas menjelaskan bahwa pada saat meter tersebut baru di pasang, efisiensi akurasi baca hingga 97,7%, artinya apabila 100 liter air lewat akan terbaca hingga 97,7 liter, namun setelah 8 tahun terpasang efisiensi akurasi baca turun hingga 84,1% atau 83,6% setelah 9 tahun, artinya dari 100 liter air yang lewat, yang dapat terbaca hanya 84,1 artinya terjadi selisih hingga sekitar 13 liter dibanding meter baru.

Hal ini baru terjadi pada satu meter, kita bisa membayangkan seandainya meter yang kadaluwarsa berjumlah 1.000 (asumsi) meter atau pelanggan. Jumlah kerugiannya adalah  13 liter x 1.000 pelanggan x 1.000 liter (asumsi setiap pelanggan 1 hari 1m3) x 30 hari (1 bulan) = 390.000.000 liter/bulan atau 390.000 m3/bulan. Satu angka yang sangat besar. Hal ini bisa terjadi di satu PAM ukuran sedang dengan jumlah pelanggan antara 30 ribu hingga 70.000 pelanggan. Bagaimana jika terjadi pada PAM besar yang mempunyai pelanggan di atas 100 ribu.

Dari hitungan diatas maka semestinya setiap perusahaan air minum mengharuskan dalam setiap program capex tahunannya mengannggarkan untuk mengganti sejumlah meter yang kadaluarsa. Dari yang penah penulis alami ketika menangani proyek penggantian meter setelah dievaluasi ada selisih hasil pembacaan 3 bulan rata-rata sebelum meter diganti dan 3 bulan rata-rata setelah meter diganti berjumlah ± 15%.

Untuk kondisi meter seperti ini tidak ada kata lain bahwa meter tersebut harus diganti. Penggantian meter itu sendiri tentunya banyak kendala yang dihadapi dan perlu mekanisme dan pengaturan tersendiri (masalah penggantian meter akan dibahas tersendiri oleh penulis dilain kesempatan).

5.   Faktor kontinyuitas aliran air.        Bangunan Instalasi Pengolahan Air tidak selamanya bekerja terus menerus. Pada suatu saat pasti mengalami stop operasi yang disebabkan oleh berbagai hal yang bersifat mendadak atau yang sudah direncanakan. Gangguan ini misalnya listrik, pompa, pipa atau minimal pemeliharaan rutin dari IPA itu sendiri yang harus dilakukan secara berkala. Pada saat air tidak mengalir itulah pipa berisi angin. Apabila kran air pelanggan dalam keadaan terbuka maka angin akan masuk dari lubang pipa yang lain akan mendorong kipas pada meter air. Hal ini terjadi pada meter jenis turbin dan tidak akan terjadi pada meter jenis volumetric. Akibatnya adalah hasil bacaan meter tidak sesuai dengan keluarnya air, mengakibatkan complain pelanggan. Hal ini sering terjadi di tempat yang mempunyai topografi lebih tinggi dibanding sekitarnya sehingga mengurangi pressure air. Secara akurasi meter tersebut tidak terpengaruh dengan adanya angin tetapi hasil bacaan meter menjadi tidak sesuai. Sehingga menurut pelanggan meter tidak akurat. Hal ini juga jarang diperhatikan oleh pihak PAM.

6.  Faktor produksi pabrikan.     Pabrik Meter Air tentu sudah sedemikian rupa memenuhi standar yang sudah ditetapkan oleh pemerintah seperti SNI atau standar internasional dengan ISO. Bahkan sebagai syarat mereka sudah melakukan tera meter pada pihak yang berwenang yaitu Badan Metrologi dibawah dinas perindustrian dan perdagangan. Dari sekian banyak yang dilakukan pengetesan dipastikan ada yang lolos karena biasanya dari pihak Badan Metrologi dalam melakukan tera kalibrasi menggunakan test sampling, tentunya dengan standart statistic yang dibenarkan.

Penulis pernah mengikuti seminar dimana salah satu pembicaranya adalah almarhum Dr. Godman Ambarita mantai Direktur Eksekutif Perpamsi, beliau mengatakan bahwa sekitar 20% dari meter yang dikirim dari pabrikan ke PAM mengalami penurunan akurasi dari berbagai sebab misalnya pada saat packing atau pengiriman/shipping yang melibatkan pihak ke-3.

Di sini pihak PAM dianjurkan untuk melakukan tera ulang secara mandiri di bengkel meternya masing-masing sebelum meter tersebut dipasang di lapangan. Dengan catatan hasil tera meter tersebut tidak boleh menjadi rujukan di eksternal PAM, karena yang berwenang melakukan tera sesuai dengan Undang-undang adalah Badan Metrologi di bawah Dinas Perdagangan dan Perindustrian.

Meter air kombinasi dari www.alwatermeter.com

7.   Faktor Dimensi Meter Air yang tidak sesuai dengan pemakaian.      Pada pengajuan sebagai pelanggan baru pihak PAM akan meminta

kepada pelanggan untuk mengisi form isian dimana salah satunya adalah berapa banyak kebutuhan air yang akan dipakai per harinya. Form isian yang benar biasanya ada banyak data pendukung lain yang diminta untuk menghitung berapa ukuran meter yang tepat untuk dipasang di property pelanggan. Apabila dimensi meter terlalu kecil sementara permintaan air banyak melebihi debit maximum meter maka meter air akan mudah aus sehingga meter menjadi tidak akurat. Sebaliknya apabila dimensi meter terlalu besar dan pemakaian dibawah debit minimum, apalagi pelanggan mempunyai storage tank yang cukup besar untuk menampung air sehingga seluruh pemakaian air pelanggan diambil dari tank dan pelanggan bisa mengatur flow air yang keluar dari meter sehingga dibawah debit minimum akibatnya adalah meter air tidak mencatat air yang keluar. Biasanya ini terjadi pada pelanggan besar atau Key Account. Misalnya pada industri atau pabrik dengan jumlah karyawan besar kemudian karena satu dan lain hal mengalami kebangkrutan sehingga pabrik tutup dan pemakaian air hanya untuk keperluan MCK saja. Untuk mengatasi hal ini sebenarnya bisa digunakan meter air kombinasi yaitu 2 buah meter air besar dan kecil yang digabung menjadi satu sehingga pada flow besar air masuk ke meter besar jika flow kecil air masuk ke meter kecil. Pencatatan meter kombinasi dengan menjumlahkan pemakaian kubikasi dari kedua meter tersebut. Alternatif lain adalah dengan up-sizing apabila meter terlalu kecil dan down-sizing jika meter terlalu besar, hanya perlu hati-hati untuk melakukan ini karena perhitungan yang tidak cermat hanya akan menimbulkan komplain pelanggan.

8.  Faktor tampering / kesengajaan.      Pada tulisan sebelumnya penulis telah membahas masalah tampering ini, tetapi disini penulis akan tuliskan yang banyak dilakukan oleh pelanggan sehingga di beberapa tempat hal seperti itu tidak digolongkan sebagai jenis tampering, yaitu dengan menyedot air menggunakan pompa setelah meter air.Sedotan yang terlalu kuat dengan pompa dapat bisa mengakibatkan rusaknya mekanik bagian dalam meter air. Sehingga turbin meter menjadi cepat aus dan akibatnya meter tidak akurat. 

******Dari beberapa factor diatas jelas bahwa ketidak akurasian pada meter sangat merugikan PAM, bisa saja terjadi ketidak akuratan tersebut positif atau lebih dari yang seharusnya, tetapi hal ini akan merugikan pelanggan dan image PAM akan tidak baik. Meter yang sudah tidak akurat walau masih terlihat baru harus diganti. Beberapa PAM menggunakan meter

bekas pakai untuk digunakan kembali setelah ditera ulang (meter recondition), bisa dikirim ke pabrik kembali dan oleh pabrikan diambil cangkangnya saja dan mekanik diganti baru. Penulis tidak menyarankan hal tesebut karena beberapa sebab, apalagi seandainya pihak PAM merekondisi sendiri meter airnya. Sebaiknya diganti dengan yang baru. Kesimpulannya adalah ketidak akuratan meter besar atau kecil, positif atau negative akan merugikan kedua belah pihak, baik PAM atau pelanggan.