makalah pengukuran tekanan

39
BAB I 1.1. Pengertian Tekanan Tekanan (pressure) adalah gaya yang bekerja persatuan luas, maka tekan didefinisikan sebagai besarnya gaya untuk tiap satuan luas. dengan demikian satuan tekanan identik dengan satuan tegangan (stress). Dalam konsep ini tekanan didefinisikan sebagai gaya yang diberikan oleh fluida pada tempat yang mewadahinya. Tekanan mutlak (absolute pressure) adalah nilai mutlak tekanan yang bekerja pada wadah tersebut atau Gaya yang bekerja pada satuan luas, tekanan ini dinyatakan dan diukur terhadap tekanan nol atau suatu tekanan yang ada diatas nol absolute atau jumlah dari tekanan atmosfir dengan tekanan relatif. Apabila tekanan relatif adalah negatif, maka tekanan absolut adalah tekanan atmosfir dikurangi tekanan relatif. Tekanan relatif atau tekanan terukur adalah tekanan yang diukur berdasarkan tekanan atmosfer (di atas atau bawah tekanan atmosfir). Jadi tekanan relatif adalah selisih antara tekanan absolute dengan tekanan atmosfer (1 atmosfer = 760 mmHg = 14.7 psia). Tekanan ini bisa lebih besar atau lebih kecil dari tekanan atmosfir. Tekanan relatif dari zat cair yang berhubungan dengan udara luar (atmosfir) bertekanan “nol” sehingga tekanan relatif adalah positif bila lebih besar dari tekanan atmosfir dan negatif apabila lebih kecil. Tekanan relatif biasa disebut “relative pressure/gage pressure. 1

Transcript of makalah pengukuran tekanan

Page 1: makalah pengukuran tekanan

BAB I

1.1. Pengertian Tekanan

Tekanan (pressure) adalah gaya yang bekerja persatuan luas, maka tekan didefinisikan

sebagai besarnya gaya untuk tiap satuan luas. dengan demikian satuan tekanan identik dengan

satuan tegangan (stress). Dalam konsep ini tekanan didefinisikan sebagai gaya yang diberikan

oleh fluida pada tempat yang mewadahinya.

Tekanan mutlak (absolute pressure) adalah nilai mutlak tekanan yang bekerja pada wadah

tersebut atau Gaya yang bekerja pada satuan luas, tekanan ini dinyatakan dan diukur terhadap

tekanan nol atau suatu tekanan yang ada diatas nol absolute atau jumlah dari tekanan atmosfir

dengan tekanan relatif. Apabila tekanan relatif adalah negatif, maka tekanan absolut adalah

tekanan atmosfir dikurangi tekanan relatif.

Tekanan relatif atau tekanan terukur adalah tekanan yang diukur berdasarkan tekanan

atmosfer (di atas atau bawah tekanan atmosfir). Jadi tekanan relatif adalah selisih antara tekanan

absolute dengan tekanan atmosfer (1 atmosfer = 760 mmHg = 14.7 psia). Tekanan ini bisa lebih

besar atau lebih kecil dari tekanan atmosfir. Tekanan relatif dari zat cair yang berhubungan

dengan udara luar (atmosfir) bertekanan “nol” sehingga tekanan relatif adalah positif bila lebih

besar dari tekanan atmosfir dan negatif apabila lebih kecil. Tekanan relatif biasa disebut “relative

pressure/gage pressure.

Vacum pressure (tekanan hampa) adalah tekanan yang lebih rendah dari tekanan atmosfer.

Differential pressure (tekanan differential) adalah tekanan yang diukur terhadap tekanan

yang lain.

Tekanan atmosfer standar adalah tekanan dititik dimanapun diatmosfer bumi, tekanan ini

disebabkan oleh berat udara

Tekanan atmosfer lokal adalah tekanan yg diukur pada tempat tertentu, tertgantung tinggi

dan keadaan tempat.

1

Page 2: makalah pengukuran tekanan

Gambar 1.1. Satuan dan skala pengukuran tekanan

Oleh karena itu satuan yang dipakai untuk tekanan merupakan hasil bagi antara satuan

gaya dan satuan luas, misalnya kg/cm2, lb/inch2 yang biasanya disingkat psi (pound/square inch)

dan lain – lain.

Beberapa satuan tekanan yang umum dipakai :

1 atm (atmosfir) = 14,696 psi = 1,01325 x 105 (Pa) = 760 mmHg

1 Pa (paskal) = 1 (N/m2)

1 Torr = 1 mmHg

1 Bar = 105 Pa

2

Page 3: makalah pengukuran tekanan

1.2. Jenis Alat Ukur Tekanan

Alat ukur tekanan ada dua macam yaitu :

A. Alat ukur tekanan udara tertutup

B. Alat ukur tekanan udara luar

Beberapa jenis pengukuran tekanan untuk udara tertutup yang sering digunakan di dalam

industri proses dapat dikelompokkan sebagai berikut :

a. Manometer kolom cairan (U tube)

b. Bourdon Tube

c. Diaphragm Pressure Gage

d. Belows

e. McLeod Gages

Pemilihan alat ukur dalam pengukuran pressure, penekanan lebih sedikit pada

karakteristik fluida, dan lebih banyak pada pertimbangan akurasi, range pengukuran dan

pemilihan material.

Pengukuran tekanan untuk udara tertutup

1.2.1. Manometer

Manometer adalah suatu alat pengukur tekanan yang menggunakan kolom cairan untuk

mengukur perbedaan tekanan antara suatu titik tertentu dengan tekanan atmosfer

(tekananterukur) , atau perbedaan tekanan antara dua titik.

Ada tiga tipe utama manometer:

A. Manometer satu sisi kolom yang mempunyai tempat cairan besar dari tabung U dan

mempunyai skala disisi kolom sempit. Kolom ini dapat menjelaskan perpindahan cairan lebih

jelas. Kolom cairan manometer dapat digunakan untuk mengukur perbedaan yang kecil diantara

tekanan tinggi.

3

Page 4: makalah pengukuran tekanan

B. Jenis membran fleksibel: jenis ini menggunakan defleksi (tolakan) membran fleksibel

yang menutup volum dengan tekanan tertentu. Besarnya defleksi dari membran sesuai dengan

tekanan spesifik. Ada tabel keterangan untuk menentukan tekanan perbedaan defleksi.

C. Jenis Pipa koil: Sepertiga bagian dari manometer ini menggunakan pipa koil yang akan

mengembang dengan kenaikan tekanan. Hal ini disebabkan perputaran dari sisi lengan yang

disambung ke pipa

1.2.1.1 Ada tiga jenis manometer yang paling sederhana adalah piezometer, kemudian

manometer pipa U, dan yang lebih rumit adalah manometer deferensial.

A. Piezometer adalah tabung vertical yang dipasang pada tempat yang mau diukur,

piezometer merupakan manometer paling sederhana. Piezometer tidak bisa digunakan untuk

mengukur tekanan dibawah tekanan atmosfer.

Gambar 1.2 manometer Piezometer

Persamaan manometer piezometer

0 + h γ = Pa

Pa = h γ

Pa = tekanan ( Pa )

h = ketinggian ( m )

4

Page 5: makalah pengukuran tekanan

γ = Berat Jenis (N

m3 )

B. Manometer pipa U adalah adalah tabung vertical yang dipasang pada tempat yang mau

diukur, manometer pipa U bisa digunakan untuk mengukur tekanan dibawah tekanan atmosfer.

a b

Gambar 1.3. manometer pipa U

Persamaan manometer pipa U

Pa = h γ ( Persamaan untuk gambar a )

Pa = - h γ ( Persamaan untuk gambar a )

Pa = tekanan ( Pa )

h = ketinggian ( m )

γ = Berat Jenis (N

m3 )

C. Manometer deferensial adalah menentuka perbedaan tekanan antara dua titik X dan Y

bila tekanan yang sebenarnya dititik yang manapun dalam system tidak ditentukan, digunakan

untuk mengukur beda tekanan

5

Page 6: makalah pengukuran tekanan

Gambar 1.4. manometer deferensial

Persamaan manometer pipa U

Px + hx γx + a γa – hy γy = Py

Py – Px = hy γy - hx γx - a γa

P = tekanan ( Pa )

h = ketinggian ( m )

γ = Berat Jenis (N

m3 )

1.2.1.2. Prinsip kerja manometer adalah sebagai berikut:

A. Gambar 9a. Merupakan gambaran sederhana manometer tabung U yang diisi cairan

setengahnya, dengan kedua ujung tabung terbuka berisi cairan sama tinggi.

B. Gambar 9b. Bila tekanan positif diterapan pada salah satu sisi kaki tabung, cairan

ditekan kebawah pada kaki tabung tersebut dan naik pada sisi tabung yang lainnya. Perbedaan

pada ketinggian , “h”, merupakan penjumlahan hasil pembacaan diatas dan dibawah angka nol

yang menunjukan adanya tekanan.

C. Gambar 9c. Bila keadaan vakum diterapkan pada satu sisi kaki tabung, cairan akan

6

Page 7: makalah pengukuran tekanan

meningkat pada sisi tersebut dan cairan akan turun pada sisi lainnya. Perbedaan ketinggian

“h” merupakan hasil penjumlahan pembacaan diatas dan dibawah nol yang menunjukan

jumlah tekanan vakum.

Gambar 1.5. Ilustrasi skema manometer kolom cairan

1.2.1.3. Dimana manometer digunakan

Selama pelaksanaan audit energi, manometer digunakan untuk menentukan perbedaan

tekanandiantara dua titik disaluran pembuangan gas atau udara. Perbedaan tekanan kemudian

digunakan untuk menghitung kecepatan aliran di saluran dengan menggunakan persamaan

Bernoulli(Perbedaan tekanan = v2/2g). Rincian lebih lanjut penggunaan manometer diberikan

pada bagiantentang bagaimana mengoperasikan manometer. Manometer harus sesuai untuk

aliran cairan.Kecepatan aliran cairan diberikan oleh perbedaan tekanan = f LV2/2gD dimana f

adalah faktorgesekan dari bahan pipa, L adalah jarak antara dua titik berlawanan dimana

perbedaan tekanandiambil, D adalah diameter pipa dan g adalah kontanta gravitasi.

1.2.1.4. Bagaimana mengoperasikan manometer

Tidak mudah untuk menjelaskan pengoperasian manometer dengansatu cara, sebab

terdapatbanyak macam manometer yang membutuhkan cara penanganan yang berbeda.Tetapi,

beberapa tahapan operasinya sama. Selama audit energi, kecepatan aliran udara disaluran dapat

diukur dengan menggunakan tabung pitot dan aliran dihitung dengan menggunakan manometer.

Sebuah lubang pengambil contoh dibuat disaluran (tabung pembawa gas buang) dantabung pitot

7

Page 8: makalah pengukuran tekanan

dimasukkan kedalam saluran. Kedua ujung tabung pitot terbuka disambungkan kedua

manometer yang terbuk a. Perbedaan tingkat pada manometer menghasilkan total

kecepatantekanan. Sebagai contoh, dalam kasus manometer digital pembacaan ditampilkan

dalam mm dari kolom air.

Gambar 1.6. Pengukuran Menggunakan Tabung Pitot dan Manometer

1.2.1.5. Pencegahan dan keselamatan pengukuran

A. Manometer tidak dapat digunakan pada tekanan yang sangat tinggi. Pada kasus tekanan

tinggi, digunakan inclined tune manometer.

B. Periksa panduan manual operasi dari peralatan pemantauan untuk instruksi yang lebih

rinci untuk keselamatan dan pencegahan sebelum menggunakan peralatan.

1.2.1.6. Kelebihan dan Kekurangan

Kelebihan

A. Biaya pengadaan awal : rendah

B. Sederhana dan handal

C. Accuracy dan sensitivity : tinggi.

8

Page 9: makalah pengukuran tekanan

D. Sesuai untuk aplikasi low pressure dan low differential pressure.

Kekurangan

A. Dynamic response rate : rendah

B. Tidak bisa digunakan di dalam lingkungan tanpa bobot.

D. Tidak ada proteksi over range.

E. Cairan dalam tabung U harus tidak saling bercampur dengan cairan yang diukur (gas

atau cairan).

F. Dapat terjadi kontaminasi antara air raksa dengan uap air, terutama pada pengukuran

tekanan rendah.

1.2.2.. Bourdon Tube

Bourdon Tube adalah alat ukur tekanan nonliquid. Alat ukur ini secara luas digunakan

didalam industri proses untuk mengukur tekanan statis pada beberapa aplikasi. Bentuk dari

bourdon tube terdiri dari element (C-type, helical dan spiral) dan dihubungkan secara mekanikal

dengan jarum indicator.

Gambar 1.7. Bourdon Tube

9

Page 10: makalah pengukuran tekanan

1.2.2.1. Prinsip Bourdon Tube

Tekanan dipandu ke dalam tabung, perbedaan tekanan di dalam dan di luar tabung

bourdon akan menyebabkan perubahan bentuk penampangnya. Perubahan bentuk penampang

akan diikuti perubahan bentuk arah panjang tabung, dimana perubahan panjang tabung akan

dikonversikan menjadi gerakan jarum penunjuk pada skala. Analisa teoritis tentang perubahan

bentuk tabung bourdon sebagai fungsi perbedaan tekanan di luar dan di dalam tabung bourdon

jarang dilakukan. Perubahan bentuk tabung bourdon diperoleh dari data eksperimental.

Gambar 1.8. tabung bordon secara sederhana

1.2.2.2. Tipe Tabung Bourdon

Tipe tabung bourdon yaitu : C-type, Spiral dan Helical. Perbedaan masing-masing tipe

terletak pada harga tekanan yang ingin diukur.

A. C-type Bourdon Tube

Digunakan untuk range 15 ~ 100.000 psi dengan range akurasi (± 0.1 ~ ± 5) % span.

10

Page 11: makalah pengukuran tekanan

Gambar 1.9. Bourdon Tube (C-type)

B. Spiral Bourdon Tube

Digunakan secara umum pada range tekanan menengah (medium pressure), tetapi untuk

tugas berat juga tersedia dalam range hingga 100.000 psig. Range akurasinya sekitar ± 0.5 % dari

span.

Gambar 1.10. Bourdon Tube (Spiral)

11

Page 12: makalah pengukuran tekanan

C. Helical Bourdon Tube

Digunakan pada range dari 100 ~ 80.000 psig dengan akurasi sekitar ± ½ ~ ± 1 % dari

span.

Gambar 1.11. Bourdon Tube (Helical)

1.2.2.3. Bahan Pembuatan Tabung Bordon

A. perunggu (bronze)

Untuk tekanan sampai 600 psi bahan tabung terbuat dari perunggu (bronze)

B. berilyum-tembaga

Untuk tekanan sampai dengan 10.000 psi terbuat dari paduan berilyum-tembaga

C. baja tak berkarat (stainlesssteel)

Untuk tekanan 10.000 psi atau lebih digunakan baja tak berkarat (stainlesssteel) maupun

paduannya.

1.2.2.4. Kelebihan dan Kekurangan

12

Page 13: makalah pengukuran tekanan

Kelebihan

A. Biaya pengadaan awal : rendah

B. Konstruksi sederhana

C. Dapat dikalibarsi dengan mudah (menggunakan mercury barometer).

D. Tersedia range yang bervarisai, termasuk range yang sangat tinggi.

Kekurangan

A. Peka terhadap goncangan dan getaran

B. Mempunyai sifat histerisis

C. Akurasi : sedang (tidak cukup baik untuk beberapa aplikasi).

1.2.3. Diaphragm Pressure Gage

Diaphragm pressure gage adalah alat ukur tekanan untuk mengukur perbedaan suatu

tekanan yang tidak diketahui dengan suatu tekanan acuan.

Diafragma pada dasarnya adalah lembaran datar dan tipis yang terbuat dari logam.

Diafragma datar (flat diaphragm) mendefleksi sesuai dengan hukum – hukum pada

umumnya yang dapat diaplikasikan ke lembaran datar untuk kondisi – kondisi muatan simetris.

Bentuk dasar dari diafragma datar adalah sebuah jaringan datar yang dijepit pada bagian

pinggirnya.

Diafragma bergelombang (corrugated diaphragm) terdiri dari gelombang – gelombang atau

lekuk – lekuk bundar. Bentuk ini bertujuan untuk meningkatkan kekerasan serta daerah efektif

daripada diafragma, dengan demikian memberikan defleksi yang lebih besar daripada diafragma

datar. Bentuk yang bergelombang menyebabkan sensitivitas yang lebih besar daripada diafragma

datar.

Selain kedua macam diafragma diatas ada juga diafragma tunggal (Single diapraghm),

terdapat juga diafragma ganda (double diapraghm) yang biasa disebut kapsul. Sensitivitas kapsul

lebih besar dibandingkan dengan diafragma tunggal. Bahan – bahan yang biasa dipakai untuk

untuk diafragma adalah alloy metal elastis

1.2.3.1. Prinsip Diaphragm Pressure Gage

13

Page 14: makalah pengukuran tekanan

Diaphragm Pressure Gage menggunakan prinsip perubahan bentuk yang elastis (elastic

deformation) dari suatu diaphragm (membrane).

Bentuk dari diaphragm pressure gage terdiri dari kapsul (capsule) yang dibagi oleh suatu

sekat rongga (diapraghm), seperti ditunjukkan pada gambar di bawah. Satu sisi diaphragm

terbuka bagi tekanan target (eksternal) PExt, dan sisi yang lain dihubungkan dengan tekanan

diketahui (reference pressure), PRef. Beda tekanan, PExt - PRef, secara mekanik membelokkan

diaphragm.

Gambar 1.12. Prinsip operasi Diaphragm Pressure Gage

Dalam gambar 1.12 diperlihatkan diafragma rata diberi perbedaan tekanan Ρ1 - Ρ2.

Diafragma ini akan mengalami defleksi sesuai dengan perbedaan tekanan tersebut. Pada

diafragma dipasang pengukur regangan tahanan untuk mengetahui deformasi, seperti terlihat

pada gambar 1.20 Keluaran dari pengukur ini merupakan fungsi tegangan setempat, yang

tentunya sangat berhubungan dengan defleksi diafragma dan beda tekanan tersebut. Defleksi

pada umumnya linier dengan ΔP jika defleksi tersebut kurang dari 1/3 tebal diafragma.

14

Page 15: makalah pengukuran tekanan

Gambar 1.13. Skema Diafragma

Gambar 1.14. Diafragma yang Dilengkapi Pengukur Regangan Tahanan

Untuk memudahkan respon linier dalam jangkauan defleksi yang lebih luas dan mengatasi

kendala sepertiga tebal diafragma dapat dibuat dengan bentuk bergelombang seperti gambar

1.15.

Gambar 1.15. Diafragma Bergelombang

1.2.3.2. Spesifikasi Umum

15

Page 16: makalah pengukuran tekanan

Range normal untuk diaphragm elemen mulai dari vacuum hingga 200 psig, dengan

akurasi (±½ ~ ±1¼) % full span. Gambar berikut memperlihatkan berbagai bentuk disain dari

diaphragm yaitu single capsul dan multiple capsul.

Bahan – bahan yang biasa dipakai untuk untuk diafragma adalah alloy metal elastis

seperti kuningan, perunggu, phospohor, tembaga berrylium, stainless steel. Selain diafragma

logam terdapat juga bukan logam yang biasa terbuat dari kulit sutra, teflon dan neoprene.

Gambar 1.16. Bentuk disain diaphragm (single capsul dan multiple capsul)

16

Page 17: makalah pengukuran tekanan

Gambar 1.17. Pressure Gauge With Horisontal diaphragm

Gambar 1.18. Pressure Gauge With Vertical diaphragm

17

Page 18: makalah pengukuran tekanan

Gambar 1.19. Pressure Gauge With diaphragm Capsule

1.2.3.3. Kelebihan dan Kekurangan

Kelebihan

A. Biaya pengadaan awal : sedang

B. Karakteristik “overrange” : tinggi

C. Linearitas : baik

D. Akurasi : baik

E. Dapat digunakan untuk pengukuran tekanan asolut, tekanan relative (gage) maupun

tekanan differential.

F. Tersedia dalam berbagai macam bahan (tahan terhadap korosi)

Kekurangan

A. Sangat peka terhadap getaran dan kejutan

B. Jika rusak sulit diperbaiki.

1.2.4. Belows

Element bellows merupakan elemen elastis yang fleksibel pada arah aksial. Sebagian besar

bellows element digunakan untuk pengukuran tekanan rendah (absolute atau relative) dan

tekanan diferensial, beroperasi untuk tekanan vacuum sampai tekanan 0 – 400 psig. Kebanyakan

aplikasi dalam range inch H 2O hingga 30 atau 40 psig, namun unit tersedia dalam range 0 –

2.000 psig.

Penggunaan yang terbesar untuk unit bellows adalah sebagai elemen penerima untuk

pneumatic recorders, indicators dan controllers. Bellows juga secara luas digunakan sebagai unit

diferensial pressure untuk pengukuran aliran (flow) serta recorder dan controller pneumatic yang

dipasang di lapangan. Ketelitian bellows element adalah sekitar ± ½ %.

18

Page 19: makalah pengukuran tekanan

Gambar 1.20. Pressure Differential indicator (Bellows Element)

1.2.4.1. Prinsip Operasi Belows

Pengukuran tekanan dengan bellows sangat popular digunakan di dalam industri proses,

oleh karena mudah ditangani. Element bellows merupakan elemen elastis yang fleksibel pada

arah aksial. Dengan element ini dapat diperoleh hubungan yang linear antara tekanan dan

simpangan (perubahan volume).

Gambar di bawah ini menunjukkan prinsip pemakaian bellows untuk pengukuran tekanan

absolute, tekanan relative (gage) dan tekanan diferensial.

Gambar 1.21. Prinsip pengukuran tekanan (Bellows Elements) Absolute Pressure

19

Page 20: makalah pengukuran tekanan

Gambar 1.22. Prinsip pengukuran tekanan (Bellows Elements) Relative Pressure (Gauge)

Gambar 1.23. Prinsip pengukuran tekanan (Bellows Elements) Differential Pressure

1.2.4.2. Bahan Pembuat Belows

Biasanya dibuat dari bahan kuningan, fosfor-perunggu, berrilium-tembaga, monel,

stainless steel, inconel dan bahan metal lainnya.

1.2.4.3. Kelebihan dan Kekurangan

Kelebihan

A. Biaya pengadaan awal : rendah

B. Konstruksi kuat dan sederhana

20

Page 21: makalah pengukuran tekanan

C. Dapat digunakan untuk tekanan rendah dan menengah.

D. Dapat digunakan untuk mengukur tekanan absolut, tekanan relative (gauge) dan tekanan

diferensial.

Kekurangan

A. Memerlukan kompensasi temperature

B. Tidak dapat digunakan untuk mengukur tekanan tinggi.

C. Mempunyai histeresis dan drift yang besar.

D. Tidak cocok untuk mengukur tekanan yang dinamis.

1.2.5. McLeod Gages

McLeod gage adalah alat ukur tekanan rendah (vakum) dimana tekanan dibawah 10−4torr (

10−4mmHg, 1.33×10-2 Pa, 1.93×10−6 psi) yang bekerja berdasarkan tinggi kolom cairan. Disini

dipakai metoda kompresi gas. Alat ukur ini sering digunakan sebagai kalibrator alat ukur tekanan

vakum lainnya.

1.2.5.1 Prinsip Kerja McLeod Gages

Skema McLeod gage dapat dilihat pada gambar 3.68. Alat ini mempunyai dua kaki,

dimana pada kaki yang satu terdapat suatu volume yang ukurannya jauh lebih besar dari pada

volume pipa.Ujung pipa pada kaki tersebut di atas tertutup.Alat ini mempunyai torak (piston),

yang digunakan untuk mengatur tinggi cairan dalam pipa.Sebelum pengukuran dilakukan torak

ditarik sehingga tinggi cairan berada di bawah lubang yang menghubungkan kedua pipa (gambar

3.68.a). Kemudian tekanan vakum yang akan diukur dihubungkan pada pipa lainnya, sehingga

tekanan vakum yang diukur mengisi semua pipa. Setelah pengisian terjadi, torak ditekan

sehingga cairan memasuki semua pipa. Tekanan vakum yang berada pada kaki pertama akan

terperangkap pada pipa yang tertutup (gambar 3.68.b). Torak terus ditekan sehingga tinggi cairan

pada pipa kedua mencapai skala 0, yaitu sama dengan tinggi pipa tertutup. Tinggi cairan pada

kaki pertama akan lebih rendah dari kaki kedua,karena tekanan vakum di kaki tersebut akan

terkompresi menjadi lebih tinggi dari tekanan vakum yang diukur.

21

Page 22: makalah pengukuran tekanan

Gambar 1.24. Prinsip Kerja McLeod Gages

Hukum boyle, yang diusulkan oleh Robert Boyle pada tahun 1662, menyatakan bahwa

pada sistem isothermal yang tertutup (temperatur yangtetap), maka produk dari pressure (P) dan

volume (V) adalah tetap.

22

Page 23: makalah pengukuran tekanan

P. V = konstan

Atau setara dengan :

P1.V1 = P2.V2

Umpamakan bahwa tekanan awal dan volume di dalam McLeod Gage diberi oleh,

P1 = Pi

V1 = V + A·h0

dimana V adalah volume reservoir dan A adalah luas penampang dari tabung yang disegel

(tertutup). Misalkan volume dan tekanan yang akhir pemampatan diberi oleh persamaan,

P2 = Pgage

V2 = A·h

Menurut Hukum Boyle, maka :

Pi . (V + A.h0) = Pgage . A. h

Untuk bentuk manometer, Pgage = P - Pref = ρ.g.h – Pi, maka tekanan yang tidak diketahui Pi

dapat turunkan menjadi suatu fungsi dari perbedaan tingginya h.

Pi = γ h2

V +A (h0−h)

Selanjutnya, volume dari reservoir pada umumnya lebih besar dari tabung,

V » A·(h0-h)

Sehingga persamaan dapat disederhanakan menjadi :

Pi = γ h2

V

1.2.6. Barometer

Barometer alat pengukur tekanan khusus dipakai untuk mengukur tekanan atmosfir. Suatu

tabung gelas berisi cairan dan dicelupkan kedalam bak yang berisi cairan yang sama. Ujung atas

tabung divakumkan dan kemudian ditutup. Cairan yang biasa dipakai adalah air raksa. Air raksa

didalam tabung akan turun, tetapi tidak terus sampai habis karena adanya tekanan atmosfir yang

mengimbangi tekanan air raksa dalam tabung seperti terlihat pada gambar 2.23. Dengan

mengukur tinggi air raksa h didalam tabung, tekanan atmosfir dapat ditentukan :

Pa ≈ h (cm Hg)

23

Page 24: makalah pengukuran tekanan

Gambar 1.25. Barometer Air raksa

1.3. Spesifikasi Alat Ukur Tekanan

1.3.1. Aschroft Duragauge 1279.

1.3.1. 1. Proteksi Tekanan Berlebih (Over Pressure)

Solid front Pressure relieve disc Full blow-out back.

24

Page 25: makalah pengukuran tekanan

1.3.1. 2. Range

Tekanan operasi normal proses berada

pada 25% s/d 75% dari skala.

Jika skala terlalu kecil:

Umur elemen elastis lebih pendek

Rentan terhadap adanya tekanan lebih (overpressure)

Jika skala terlalu besar:

Pembacaan dengan resolusi tinggi sukar dilakukan.

1.3.1. 3. Material

Elemen ukur harus tahan korosi dengan media proses.

25

Page 26: makalah pengukuran tekanan

Tabel Kompatibilitas media vs. material (Sumber: Ashcroft®)

1.3.1. 4. Akurasi

Perbedaan antara harga acuan dengan hasil pengukuran.

Termasuk hysteresis dan repeatability errors pada kondisilingkungan tertentu

(ASME B40.1).

Tingkatan akurasi (% dari span) (sumber: ASME B40.1):

Grade 4A : 0,1%.

Grade 3A : 0,25%.

Grade 2A : 0,5%.

Grade 1A : 1%.

Grade A : 2-1-2%.

Grade B : 3-2-3%.

Grade C : 4-3-4%.

Grade D : 5%.

Tingkat akurasi ditentukan oleh kebutuhan

1.3.1.5. Window

Kaca (glass).

Rating:-50 – 350 F.

Dapat tergores.

26

Page 27: makalah pengukuran tekanan

Silau.

Tahan bahan kimia.

Non-glare glass.

Rating: -50 – 350 F.

Tidak mudah tergores.

Anti silau.

Tahan bahan kimia.

Laminated Safety Glass.

Rating: -50 – 200 F.

Menahan serpihan pecahan kaca.

Acrylic (Plexiglass).

Rating: -50 – 180 F.

Cukup tahan bahan kimia.

1.3.1.6. Koneksi

Lokasi: belakang, bawah dari gauge

Ukuran: umumnya 1/4” dan 1/2” NPT male.

1.3.1.7. Mounting

Stem Flush/panel Surface/wall

27

Page 28: makalah pengukuran tekanan

Jika temperatur media sangat tinggi/rendah, gunakan pipa kapiler (> 5 ft) → remote

mounting.

1.3.1.8. Snubber & Pulsation Dampener

Untuk Meredam tekanan pulsa dan impuls.

Snubber

Orifice berdiameter kecil mengurangi kecepatan aliran fluida ke instrumen.

Pulsation Dampener Plunger berosilasi bebas di dalam lubang silinder.

28

Page 29: makalah pengukuran tekanan

1.3.1.9. Diaphragm Seal

Melindungi gauge dari:

Temperatur tinggi proses.

Temperature dingin lingkungan ← media membeku & menyumbat koneksi gauge

ke proses (clogging).

Media korosif.

Ruang antara gauge dan diaphragm seal diisi cairan (misal: glycerin, silicone,halocarbon)

→akurasi berkurang.

1.3.1.10. Liquid-filled Gauge

Untuk meredam pulsa tekanan dan vibrasi. Gauge diisi cairan:

Glycerin (20 – 250°F).

Silicone (-40 – 250°F

Halocarbon (-50 – 250°F)

Karena di-seal → kontaminan tidak dapat masuk ke

dalam gauge.

29

Page 30: makalah pengukuran tekanan

1.3.2. Diferensial Gauge

Keterangan:

Diferensial ukur yang digunakan untuk mengukur perbedaan tekanan dalam kondisi yang

sama. Hal ini terutama digunakan di petrokimia, pipa dan daerah lainnya.

Spesifikasi teknis dari diferensial gauge:

Desain standar: ASME B40.100/EN 837-1

Ukuran standar: 4 "

Akurasi: 1,6%

Mengukur jangkauan: 0 ~ 10MPa

Cuaca bukti: IP45

Suhu:-40℃ ~ + 60℃ Bekerja suhu:-20℃ ~ + 60℃ Proses koneksi: M20×1.5, 1/2NPT, 1/4NPT, 1/8NPT

30

Page 31: makalah pengukuran tekanan

Kasus bahan: SST304

Proses koneksi: SST316, SST304, gang tembaga

Bourdon tabung bahan: SST316

Gerakan: stainless steel

Welding: Tig welding

Seal bahan: minyak-perlawanan karet

Jendela: polikarbonat, kaca pengaman

Dial: aluminium dengan skala hitam putih

Pointer: hitam aluminium

Mount: bawah

1.4. Cairan Pengisi Alat Ukur Tekanan

1. Untuk meredam pulsa tekanan dan vibrasi. Gauge diisi cairan:

Glycerin (20 – 250°F).

Silicone (-40 – 250°F

Halocarbon (-50 – 250°F)

2. Untuk melindungi seal agar kontaminan tidak dapat masuk ke dalam gauge

31