P5 FUNGSI INSTRUMEN

68
INSTRUMENTASI INSTRUMENTASI

Transcript of P5 FUNGSI INSTRUMEN

  • INSTRUMENTASI

  • Fungsi Instrumen

  • Alat ukuruntuk mengetahui/ memonitor jalannya suatu kondisi operasi melalui pengukuran besaran dari variable proses yang sedang diukur. (Indikator & Recorder)Alat controlmengendalikan jalannya operasi agar variable proses yang diukur dapat diatur atau dikendalikan sesuai harga yang diinginkan.Alat pengamanmencegah kerusakan pada peralatan, mencegah terjadinya bahaya kecelakaan pada orang yang bekerja, dan mencegah kerusakan lingkungan. Alat analisamenganalisis kualitas kandungan dari suatu produk yang dikelola Fungsi Instrumen

  • PengukuranPengukuran LevelPengukuran TemperaturPengukuran TekananPengukuran Aliran (Flow)

  • Element Pengukuran

  • Elemen PengukuranMedium/ Physical PhenomenaBesaran yang akan diukur, misal: Tekanan (Pressure), Level, Flow (Aliran), TemperaturSensing ElementPeralatan yang digunakan untuk mengkonversikan besaran phisik menjadi besaran lain (listrik, pneumatic).Variable Conversion ElementMengubah besaran sinyal keluaran dari sensing element ke besaran sinyal yang dapat diterima oleh signal conditioner Signal Conditioner ElementMengubah besaran signal menjadi signal standardData TransmissionMedia/ alat pengirim sinyal/ dataData PresentationMenampilkan sinyal/ data dari pengukuran ObserverOperator yang melihat hasil pengukuran

  • Pengukuran Level Pengukuran Level dengan Gelas Penduga (Sight Glass)

  • Alat indicator level yang sangat sederhana dan murah. Gelas penduga dapat digunakan untuk bejana (vessel) terbuka atau tertutup

    Gelas Penduga (Sight Glass)

  • Bagian-Bagian Gelas Penduga Sebuah tabung gelas silinderFitting yang digunakan untuk memegang gelas tersebut.Kelengkapan-kelengkapan: valve-valve, blow down valve.Skala pengukuran untuk menunjukkan ketinggian level pengukuran.

  • Instalasi Gelas Penduga Instalasi pada Tangki Terbuka

  • Instalasi Gelas Penduga Instalasi pada Tangki Tertutup

  • Pemasangan Multi gelas penduga

  • Gelas Penduga Tekanan Tinggi

  • Pengukuran Level dengan Pelampung (Floater)

  • Pengukuran LevelMerupakan pengukuran level tidak langsung perubahan berat benda yang setara dengan perubahan level Menggunakan prinsip: Hukum Archimedes

  • Pengukuran Level dengan DisplacerHukum Archimedes, yaitu: Benda yang tercelup dalam zat cair (Fw) akan mempunyai daya dorong keatas sebesar zat cair yang dipindahkannya (FB)

  • Daya dorong benda yang tercelup dalam cairan

  • Perhitungan Benda Tercelup

  • Aplikasi Displacer

  • Pengukuran Level dengan Perbedaan Tekanan (Differential Pressure) * Tekanan HidrostatisP = x g x hdimana:P = Tekanan Hidrostatis = Density Cairan g = Konstanta percepatan gravitasi h = Ketinggian cairan diatas point pengukuran

    * Tekanan Differential (d/p) = Tekanan Tinggi Tekanan Rendah

  • Instalasi transmitter d/p untuk tangki terbuka d/p = PH PL = ( x g x h + Patm) Patm = x g x h

  • Instalasi transmitter d/p untuk tangki tertutup d/p = PH PL = ( x g x h + Pgas) Pgas = x g x h

  • Pengukuran Tekanan Distribusi tekanan pada suatu bidang

  • Definisi Istilah pada Tekanan Tekanan Absolut (Absolute Pressure)Tekanan sekitar (Ambient Pressure)Tekanan Atmosphir (Atmospheric Pressure)Tekanan Diferensial (Differential Pressure)Tekanan Alat Ukur (Gage Pressure)Tekanan Hidrostatis (Hydrostatic Pressure)Perfect VacuumTekanan Atmosphir StandarHampa Udara (sering disebut partial vacuum)Tekanan Uap (Vapor Pressure)

  • Satuan-Satuan Tekanan dan konversinya 1 atm (atmospheres) =

    x 1.0132 x 105 = Pa (Pascal) (Satuan SI)x.14.696 = psia (pounds per square inch absolute)= 0 psig (pounds per square inch gage)x 7.60 x 102= mmHg at 0Cx 29.921 = inHg at 0Cx 4.0716 x 102= inH2O at 60Fx 1.0132 = bars absolutex 1.0332 = kgf/cm2 absolute

  • Elemen-elemen dan Alat ukur Tekanan a.Bourdon tubes (C-type, spiral, dan helix)b.Bellowsc.Diaphragmad.Kapsul (Capsules)

  • Bourdon Tubes Bourdon Tube Jenis C

  • Spiral & Helix

  • Bellows

  • Diaphragma Flat (a) & Corrugated (b)

  • Kapsul (Capsule)

  • Transmitter Pneumatik Rangkaian Flapper Nozzle Rangkaian Flapper Nozzle dengan feedback

  • Pengukuran Aliran (Flow) Aliran (flow) Perpindahan suatu zat dari satu tempat ke tempat lainKecepatan aliran (Flow rate) besarnya volume, masa, atau berat (volume, mass or weight) suatu fluida yang mengalir melalui suatu titik per satuan waktu.Total Flow Banyaknya volume, masa, atau berat suatu fluida yang telah melalui suatu titik

  • Flowmeter Tipe HeadMenciptakan restriksi pada fluida yang sedang mengalir, agar timbul beda tekanan (differential pressure) Prinsinya Berdasarkan teori Bernoulli yang mengatakan bahwa di suatu aliran fluida, jumlah energi potential, energi kinetik, dan energi tekanan akan selalu sama di semua titik. Flowmeter Tipe Head orifice plateventuriflow nozzle

  • Perubahan Tekanan pada Aliran yang dipasang Restriksi

  • Hubungan matematis antara flow rate dan differential pressure Q = k (H/)

    dimana: Q = flow ratek = konstanta H = differential (head) pressure = fluid density

  • Venturi Tube

  • Flow Nozzle

  • Orifice Plate

  • Orifice Plate Tipe Lubang concentriceccentric segmental Bentuk concentric adalah bentuk yang paling banyak dipakai. Bentuk eccentric untuk mengukur flow gas yang mengandung cairan. Bentuk segmental untuk mengukur flow gas yang mengandung cairan atau gas yang mengandung partikel.

  • Contoh Pemasangan Flowmeter dengan Orifice

  • Flowmeter Tipe Positive Displacement (PD) PD meter berfungsi untuk mengukur jumlah flow yang mengalir pada satu periode tertentu Total Flow.Meter jenis ini sangat akurat, Memiliki rangeability (kemampuan mengukur minimum dan maksimum flow) yang tinggi. Meter jenis ini tidak membutuhkan power supply luar untuk menggerakkannya.

  • Prinsip Kerja Semua jenis PD meter mempunyai prinsip kerja sama. Bedanya terletak pada cara mereka beroperasi. Zat cair atau gas yang akan diukur ditakar dengan volume tertentu di bagian inlet, kemudian dibawa (transfer) ke bagian outlet. PD meter menghitung berapa banyak fluida yang ditakar dan di-transfer dari bagian inlet ke bagian outlet. PD meter membutuhkan energi untuk menakar dan memindahkan fluida volume demi volume dari bagian inlet ke bagian outlet, energi itu diperoleh dari fluida yang sedang mengalir pressure drop

  • PD meter mengukur totalized or integrated flow.Ada beberapa jenis PD meter juga mempunyai kemampuan mengukur flow rate sekaligus mengukur integrated flow.PD meter adalah jenis flow meter yang sangat akurat PD meter banyak dipakai untuk meter-meter penjualan (custody transfer) Akurasinya tergantung pada kemampuannya mengisolir volume yang ditakar.PD meter harus dirancang dan dirawat agar celah di antara bagian yang bergerak dan bagian yang stationer dapat dipertahankan sekecil mungkin. PD meter ideal untuk mengukur fluida-fluida yang kental (viscous) Namun akibat sampingannya differential pressure akan semakin besar

  • PD meter jenis Four Chamber Diaphragm (Bellows)

  • PD meter jenis Four Chamber Diaphragm (Bellows) hanya cocok untuk gas yang kering, karena partikel fluida cair yang ada di dalam gas akan terperangkap di bagian bawah bellows Ketelitian PD meter jenis diaphragm berkisar antara 1% flow rate

  • Nutating Disc Flowmeter Meter ini didesain untuk liquid yang bersih, tidak abrasif Biasanya dipakai untuk meter air, baik untuk keperluan domestik maupun untuk keperluan supply air ke industri. Komponen utama Nutating disc meter berbentuk semacam bola dengan sirip di bagian tengahnya, seperti bentuk piring terbang Baik untuk fluida yang tidak terlalu kental. Fluida yang kotor akan mempercepat kerusakan disc dan menyebabkan kebocoran yang akhirnya akan membuat meter tidak akurat lagi. Nutating disc meters mempunyai ketelitian sampai 2% dari flow rate

  • Nutating Disc Flowmeter

  • Flowmeter tipe Rotary Lobe Rotary lobe meter mempunyai dua lobed impeller Kedua lobed impeller itu dirancang khusus agar dapat berputar dengan arah berlawanan, dan celah di antaranya harus dibuat sekecil mungkin rotary lobe meter membutuhkan differential pressure di antara bagian inlet dan outlet untuk menggerakan mekanisme yang ada di dalamnya. Rotary lobe meter biasa dipakai untuk berbagai macam gas dan juga berbagai macam liquid, mulai dari viskositas yang rendah sampai dengan viskositas yang tinggi. Harganya cukup mahal serta bentuk fisiknya yang cukup besar

  • Flowmeter tipe Rotary Lobe

  • Aplikasi Positive Displacement MeterKeuntunganTidak butuh pipa lurus baik di bagian down stream maupun di bagian up stream meter, karena profil flow tidak mempengaruhi ketelitian pengukuran.Akurasinya relatif tinggi, begitu juga repeatability-nyaFlow yang mengalir diukur secara langsung, dan tidak perlu perhitungan-perhitungan lagi.Kehandalannya sangat tinggi, diaphragm meter misalnya, mempunyai sejarah yang panjang dalam pengukuran flow .Cara operasinya sederhana dan untuk melakukan servis tidak diperlukan pelatihan khusus atau peralatan bantu yang kompleks.Mudah didapat, karena PD meter banyak dipakai.Rangeability-nya cukup tinggiTidak butuh sumber tenaga dari luarAda banyak macam alat baca, baik untuk indikasi lokal maupun untuk indikasi remote.

  • Keterbatasan dan Pertimbangan-pertimbangan yang perlu diperhatikan Komponen yang bergerak akan cenderung aus dan menyebabkan kebocoran padahal diperlukan celah/ clearance minimum. Partikel-partikel solid & abrasif seharusnya dihindari dipasang saringan (strainer) atau filter di bagian up stream meterBilamana flow rate yang diminta harus pada keadaan standar (base condition), maka perlu faktor koreksi terhadap tekanan dan temperatur.Akurasi kemungkinan akan turun untuk aplikasi fluida dengan viskositas rendah, karena kemungkinan terjadinya slippage akan menjadi lebih besar.Unit untuk pengukuran flow yang besar kemungkinan menjadi cukup mahal.Bila flow terlalu besar, kecepatan meter bekerja akan melampaui batas yang diijinkan dan kemungkinan besar akan menimbulkan kerusakan meter.Tidak cocok untuk fluida kotor, non-lubricating, dan fluida abrasif.

  • Flow Prover flow proving yaitu mengkalibrasi flow meter secara inline dengan menggunakan fluida proses yang sesungguhnya dan membandingkan hasil pembacaannya dengan hasil pembacaan meter lain yang lebih akurat dan dipasang secara seri membandingkan hasil pembacaan flow yang didapat dari meter yang dilalui dengan volume atau dengan berat fluida sesungguhnya

  • Master Meter Prover

  • Meter Prover

  • Pengukuran Temperatur

  • Elemen-Elemen Pengukuran Temperatur Bimetal

  • Bimetal

  • Filled Thermal

  • Thermocouple Efek Seebeck

  • Fenomena thermocouple ditemukan oleh T.J. Seebeck pada tahun 1821, oleh karena itu fenomena ini disebut Efek SeebeckDua metal berbeda disambungkanTimbulnya arus listrik karena terjadinya perbedaan temperatur antara hot junction dan cold Junction

    Thermocouple

  • eAB = T = koefisien Seebeck.

  • J-Type Thermocouple

  • Output thermocouple eo = em - er

  • Thermocouple Voltage Output Extremes (mV)

  • Thermocouple Types(degrees C)mV

  • Digitized Sine Wave with a Resolution of Three Bits

    *