Pengukuran level cairan

29
PEMBAHASAN 2.1 Pengertian Pengukuran Tinggi Permukaan Cairan (Level) Setiap alat instrument yang dipergunakan untuk mengukur dan menunjukan tinggi permukaan cairan disebut sebagai alat ukur level, baik pada tangki tertutup maupun terbuka. Pengukuran permukaan, volume, berat cairan pada bahan kering dalam bejana atau tabung sering kali dijumpai. Pengukuran yang teliti seringkali sulit dicapai.Luasnya variasi karat dan sifat cair dan besarnya ukuran bejana penyimpanan yang diperlukan untuk pengukuran isi di dalam fraksi satu liter adalah halangan yang harus diatasi. Metode umum yang digunakan untuk melaksanakan pengukuran ini termasuk teknik langsung dan tidak langsung. Pengukuran langsung tinggi permukaan cairan dapat dilihat dari penggunaan gelas penglihat atau gelas ukur biasa dalam bejana dianggap merupakan metode yang paling sederhana untuk mengukur tinggi permukaan cairan. Metode ini sangat efektif digunakan dalam pengukuran langsung. Metoda yang digunakan secara luas untuk langsung mengukur permukaan adalah pelampung sederhana, yang dapat dihubungkan dengan transduser gerakan sesuai untuk menghasilkan sinyal listrik yang sebanding dengan permukaan cairan Beberapa metode tidak langsung meliputi pengukuran (permukaan), tekanan, pengukuran kerapatan (densitas), pengukuran tinggi permukaan dengan pemberat, dan lainlain. Sistem pengindera tekanan yang paling umum digunakan untuk [Type here]

description

ketinggian cairan

Transcript of Pengukuran level cairan

Page 1: Pengukuran level cairan

PEMBAHASAN

2.1 Pengertian Pengukuran Tinggi Permukaan Cairan (Level)

Setiap alat instrument yang dipergunakan untuk mengukur dan menunjukan tinggi

permukaan cairan disebut sebagai alat ukur level, baik pada tangki tertutup maupun terbuka.

Pengukuran permukaan, volume, berat cairan pada bahan kering dalam bejana atau tabung

sering kali dijumpai. Pengukuran yang teliti seringkali sulit dicapai.Luasnya variasi karat dan

sifat cair dan besarnya ukuran bejana penyimpanan yang diperlukan untuk pengukuran isi di

dalam fraksi satu liter adalah halangan yang harus diatasi. Metode umum yang digunakan

untuk melaksanakan pengukuran ini termasuk teknik langsung dan tidak langsung.

Pengukuran langsung tinggi permukaan cairan dapat dilihat dari penggunaan gelas

penglihat atau gelas ukur biasa dalam bejana dianggap merupakan metode yang paling

sederhana untuk mengukur tinggi permukaan cairan. Metode ini sangat efektif digunakan

dalam pengukuran langsung. Metoda yang digunakan secara luas untuk langsung mengukur

permukaan adalah pelampung sederhana, yang dapat dihubungkan dengan transduser gerakan

sesuai untuk menghasilkan sinyal listrik yang sebanding dengan permukaan cairan

Beberapa metode tidak langsung meliputi pengukuran (permukaan), tekanan,

pengukuran kerapatan (densitas), pengukuran tinggi permukaan dengan pemberat, dan

lainlain. Sistem pengindera tekanan yang paling umum digunakan untuk mengukur

permukaan-cairan dalam bejana terbuka adalah sistem gelembung, system kotakdiagfragma,

dan sistem perangkap-udara. Sistem gelembung memenuhi syarat bagi semua cairan, bahkan

untuk cairan yang korosif dan semua cairan yang mengandung benda padat yang sudah larut.

Pada pabrik kimia, banyak tangki dan tabung dipakai untuk menyimpan bahan baku

dan produk berupa cairan. Penyimpanan perlu diketahui volume dan inventarisnya. Proses

fluida dalam fase cair terus-menerus ditampung atau dialirkan ke tangki atau tabung

penyimpanan. Permukaan cairan dalam tangki harus dibuat setabil agar operasi dalam pabrik

dapat setabil. Banyaknya cairan yang terdapat dalam tangki dapat diketahui dengan

mendeteksi tinggi dari permukaan cairan dalam tangki proses. Permukaan cairan dibuat tetap

dengan mengendalikan laju arus cairan yang dilakukan dari dasar tangki menggunakan

control valve. Rangkaian kendali permukaan cairan terdiri atas detektor, controller, converter

dan control valve.

[Type here]

Page 2: Pengukuran level cairan

Alat pengukur ketinggian cairan mengukur :

a. Posisi (ketinggian) permukaan cairan di atas garis datum atau

b. Tekanan (head) hidrostatis dari cairan yamg ketinggannya diukur

Pengukuran ketinggian jarang dinyatakan dalam satuan jarak seperti m, in dan lainnya

terhadap garis datum atau pun head hidrostatis, melainkan dalam bentuk volume yang

terkandung atau berat cairan terisi dimana dimensi wadah dan gravitasi setempat diketahui.

Pengukuran Ketinggian cairan dibagi menjadi 2 kelas :

Pengukuran Ketinggian Langsung

Pengukuran ini melibatkan pengukuran langsung daripada jarak/ ketinggian dari

ketinggian cairan terhadap aris datum dengan cara :

a. Observasi langsung dengan skala yang telah dikalibrasi seperti tongkat ukur atau,

b. Penentuan posisi dari alat pendeteksi yang bergerak pada permukaan cairan seperti

bola atau pelampung

c. Kontak dari probe elektroda dengan permukaan cairan

d. Refleksi frekuensi gelombang radio atau sonik dengan permukaan cairan

Pengukuran ketinggian tak langsung

a. Pengukuran fluida hidrostatis head dari cairan

b. Pengukuran gaya buoyansi yang terjadi akibat alat pendekteksi dicelupkan ke cairan

c. Penentuan panas cairan atau fasa uap di dalam vessel

Cara inferensial ( tak langsung) mempunyai kesalahan ukur yang cukup tinggi

dikarenakan pengaruh-pengaruh seperti perubahan densitas akibat perubahan suhu.

Detektor ketinggian cairan dibagi atas 5 tipe :

a. Float (Pelampung )

b. Displacer

c. Hidrostatis

[Type here]

Page 3: Pengukuran level cairan

d. Efek termal

e. Elektrik dan elektronik

Perkembangan awal pengukuran ketinggian cairan dimuai oleh kaca pengukur (gage

glass) yang berupa tabung plastik bening atau kaca yang diletakkan di sisi vessel dengan

prinsip bejana berhubungan .

Selain itu juga ada alat kontak titik ( point contact) dimana alat ini terletak di

permukaan cairan yang diukur. Apabila cairan di dalam tangki (vessel) berkurang, alat ini

akan ikut turun dan naik apabila cairan bertambah. Pembacaan dilakukan pada permukaan

rel/ tali yang telah dikalibrasi.

a. Tipe Pengapung (Float)

Prinsip yang digunakan adalah gaya bouyansi yang mengapung diatas cairan dan

perubahan posisi saat ketinggian cairan berubah .

Pengapung (float) disini selain berfungsi mengukur uga berfungsi membuka dan

menutup katup alat ini biasanya digunakan untuk membuka tangki, reservoir dan saluran air

pada WC. Tipe pengapung (float) dapat dipergunakan untuk pengoperasian pengukuran level

di bawah tekanan normal dan vakum. Pengapung (float) pada umumnya berbentuk bola dan

bentuk silinder, keduanya dalam bentuk padat tanpa rongga. Penghubung float ke alat

pembaca atau integrator baca dapat berupa batang, rantai atau pun pita logam.

b. Tipe Pemindah (Displacer)

[Type here]

Page 4: Pengukuran level cairan

Tipe ini paling banyak digunakan dan menggunakan prinsip kerja berdasarkan gaya

bouyansi. Displacer secara fungsional mirip dengan pengapung (float) namun karena bentuk

dan beratnya yang lebih segungga dapat memindah sejumlah fluida cair (menaikkannya).

Bentuk dasarnya adalah bentuk silinder padat yang pada bagian atas dihubungkan dengan

batang logam ke unit pengukur.

Displacer terbagi menjadi 2 jenis :

a. Displacer dengan prinsip torsi

b. Displacer dengan prinsip gaya penyeimbangan

Displacer dengan prinsip torsi

Bertambahnya sejumlah cairan di sekitar displacer A menyebabkannya menjadi

lebih ringan dari berat cairan yang dipindahkan. Perubahan berat ini menyebabkan aksi

pegas berputar dari tabung torsi (B) untuk menaikkan displacer dan karenanya memutar

ujung D yang juga berputar dengan gaya yang sama sehingga F ikut berputar. Putaran F

menghasilkan putaran batang terukur yang berbanding lurus terhadap perubahan ketinggian

cairan. Pada ujung F dapat dipasang penunjuk (pointer) untuk pembacaan atau alat baca

lainnya.

Displacer dengan prinsip gaya penyeimbang

[Type here]

Page 5: Pengukuran level cairan

Pada gaya penyeimbang, perubahan gaya bouyansi ditransmisikan melalui dengan

lengan pengapung (float arm) dan piring fleksibel (flexible-disk or flexure tube) seperti pada

gambar ke sistim penyeimbang gaya.

Bertambahnya sejumlah cairan menyebabkan displacer menjadi lebih ringan (naik)

dan karenanya membuat pegas penyeimbang menggerakkan lengan engsel (flapper arm)

mendekati nosel. Aksi tersebut meningkatkan tekananan nosel ke relay udara sehingga

mennyebabkan penambahan tekanan keluaran (output) yang cukup untuk menyeimbangkan

gaya beban pegas dengan bellow untuk mengembalikan displacer ke posisi semula.

c. Hidrostatis (Manometer)

Metode ini biasanya menggunakan pengukur tekanan atau pengukur beda tekan

(Gambar 8-6) seperti pada pengukur aliran dan tekanan. Prinsip yang digunakan

menggunakan rumus :

P = G x D x H ........................ (8-1)

Dimana :

P = tekanan statik head, psi

G = spesifik gravitasi cairan dalam tangki

D = densitas air, lb/cu. In

H = tinggi tangki dari titik referansi (datum) minimal, in

d. Sistim Hidrolik Termal

[Type here]

Page 6: Pengukuran level cairan

Dalam sistim fasa primer, dimana cairan dan uap terkomposisi sama berada pada T

dan P yang umum (normal). Ketinggian cairan dapat diukur dan dikontrol oleh sistim hidrolik

termal. Penggunaannya terutama pada generator uap dan boler. Hal ini berdasarkan teori

bahwa suhu fasa juga akan konstan baik dalam vessel maupun dalam sistim terpisah diluar

vessel. Fase cair tidak bereaksi seperti itu, jauh dari sumber panas, suhu turun. Dalam sistim

di luar tangki terdapat perbedaan suhu antara fase uap danfasecair.(Gambar8-6)

e. Sistim Elektroda (Probe)

Sistim elektroda (probe) sering digunakan untuk pengukuran ketinggian, dimana

tidak diperlukan titik pengukuran spesifik atau hasil data dalam bentuk indikasi ataupun

rekaman. Pada sistim dengan 2 elektroda, saat ketinggian turun di bawah elektroda rendah,

relay listrik akan terganggu menyebabkan katup kontrol pada bagian inlet terbuka untuk

mengisi tangki. Ketika ketinggian melewati elektroda yang posisinya lebih tinggi, relay akan

terganggu sehingga katup tertutup, gerakan anatara 2 elektroda menghasilkan 2 ketinggian

berupa dead zone.

[Type here]

Page 7: Pengukuran level cairan

2.2. Jenis-Jenis Alat Ukur Tinggi Permukaan Cairan serta aplikasinya

Dalam mengukur tinggi permukaan cairan dalam suatu tangki pemrosesan maupun

dalam tangki penimbunan dipergunakan alat ukur tinggi permukaan cairan yang sesuai

dengan bentuk penggunaannya.

Alat ukur permukaan cairan terdiri dari beberapa jenis diantaranya :

1. Mistar Ukur

Suatu batang dengan skala yang telah dikalibrasi dicelupkan secara vertikal dari atas ke

dalam cairan yang akan diukur, atau dimasukkan sampai terjadi sentuhan antara permukaan

cairan dan ujung mistar ukur. Ketinggian permukaan pada hal pertama dibaca pada batas

pembasahan mistar, pada hal kedua pada suatu titik acuan tertentu (misalnya pinggiran

wadah).

Nilai ukur tergantung pada besar dan bentuk wadah. Mistar ukur hanya boleh digunakan

untuk wadah yang sebelumnya dipakai untuk mengkalibrasi mistar yang bersangkutan.

Apabila digunakan mistar ukur yang salah atau cara pencelupan yang tidak betul (misalnya

miring), nilai ukur akan menjadi salah pula. Mistar ukur merupakan alat ukur yang paling

sederhana untuk cairan dalam wadah terbuka yang tidak terlalu tinggi. Tidak cocok untuk

[Type here]

Page 8: Pengukuran level cairan

pengukuran yang harus dilakukan seringkali dan menuntut ketelitian tinggi. Juga tidak cocok

untuk pengukuran dalam bejana bertekanan atau vakum atau berisi cairan berbusa.

2. Gelas Penduga (Level glass)

Gelas penduga dapat menunjukkan tinggi permukaan cairan dalam suatu bejana atau

container secara langsung. Prinsip yang dipergunakan pada gelas penduga adalah prinsip

bejana berhubungan.

Gelas penduga (Level glass) terdiri dari dua jenis yaitu :

- Gelas penduga ujung terbuka

- Gelas penduga ujung tertutup

Gambar 2.3. Gelas penduga ujung terbuka

Gambar 2.3. menunjukkan skematik dari 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 menduga tetap pada

posisinya. Sebagian cairan dalam bejana, akan mengalir kedalam Gelas penduga. Tinggi

[Type here]

Page 9: Pengukuran level cairan

permukaan cairan pada Gelas penduga dan bejana biasanya sama, karena bejana dan Gelas

penduga adalah merupakan dua bejana 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. 2.4. Gelas penduga ujung tertutup

Gambar 2.4. menunjukkan gelas penduga ujung tertutup dengan bejana bertekanan

tinggi. Bahwa kedua ujung gelas penduga dihubungkan dengan bejana. Ujung bagian bawah

tersambung dengan bagian bejana berisi uap (kosong). Level glass yang dipergunakan untuk

cairan yang bertekanan tinggi harus diberi pelindung kaca tahan banting dan harus dilengkapi

dengan kerangan-kerangan isolasi yang memungkinkan level glass dilepas dari system

sewaktu perbaikan atau pembersihan. Level glass yang dipergunakan untuk cairan dengan

temperature yang tinggi harus dilengkapi dengan saluran buangan. Saluran ini berfunngsi

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.

[Type here]

Page 10: Pengukuran level cairan

3. Pemberat dan Pita.

Gambar 2.5 Pemberat dan Pita

Cara termudah untuk mengukur tinggi permukaan cairan dalam tangki-tangki ialah

dengan menggunakan sebuah pipa pengukur yang diberi bobot pemberat. Bobotnya

diturunkan kedalam tangki dan tinggi permukaan cairan dilihat langsung pada pita

pengukuran (pita ini telah diberi skala). Sistem pengukuran seperti ini sering dilakukan pada

tangki-tangki yang mengandung cairan yang bisa melengket dan memberikan bekas warna

pada pengukuran Crude oil, Condensate Hydrocarbon dan lain-lain. Disamping itu pada

tangki harus disediakan lubang agar bobot dapat masuk dan diturunkan.

4. Alat Ukur Dengan Penggeser.

Disebut Displacer adalah karena pada prinsipnya nilai gerak apung yang dihasilkan

oleh displacer didesain untuk menggantikan (displacement ) nilai volume cairan yang

menghasilkan gerak apung tersebut.

Prinsip ini dapat dibuktikan seperti pada gambar 2.6

[Type here]

Page 11: Pengukuran level cairan

Gambar 2.6. Penggeser.

Gambar 2.6, menunjukkan sebuah penggeser didalam silinder kosong, digantung pada sebuah

dacing (timbangan).

Penunjuk pada timbangan menunjuk 3 Ib.

Pada gambar B, air setinggi 7 inchi pada silinder mengurangi berat penggesser sebesar 1 Ib

dan pada gambar C, air setinggi 14 inchi menggantikan (mengurangi) berat dari penggeser

sebesar 2 Ib sehingga berat dari penggeser kini hanya sebesar 1 Ib. Padahal penggesernya

tidak diapa-apakan.

[Type here]

Page 12: Pengukuran level cairan

Ada 3 hal yang penting untuk diperhatikan pada kejadian ini yaitu :

1. Penggeser tidak akan terapung diatas cairan, melainkan sebagian akan terbenam,

karena penggeser itu sendiri mempunya berat tertentu dan terikat pada gantungan

(support arm).

2. Naiknya tinggi permukaan cairan akan membuat penggeser naik, karena adanya gaya

apung yang lebih besar dari cairan. Akan tetapi pergerakan dari penggeser hanya kecil

sekali dibandingkan dengan naiknya tinggi permukaan cairan.

3. Perubahan pada kedudukan penggeser akan mengakibatkan perubahan pada

kedudukan penunjuk dari timbangan.

Gambar 2.7. Penggeser dengan Meteran

Gambar 2.7. menunjukkan disain dari penggeser dengan meteran penunjuk. Perhatikan

bahwa tabung pemuntir dipergunakan langsung untuk menggerakan penunjuk (pointer).

Penggeser selalu dihubungkan dengan transmitter sinyal. Output dari transmitter kemudian

dikirimkan ke meteran penunjuk. Output ini bisa berupa sinyal pneumatic maupun sinyal

listrik.

[Type here]

Page 13: Pengukuran level cairan

Prinsip kerja dari alat ukur dengan penggeser pada umumnya dapat dikatakan sebagai

berikut :

1. Perubahan pada tinggi permukaan cairan yang diukur akan mengakibatkan perubahan

pada gaya apung dari cairan tersebut. Ini akan membuat penggeser bergerak turun

atau naik.

2. Pergerakan penggeser akan menghasilkan gerak memuntir pada tabung pemuntir.

3. Pergerakan pada tabung pemuntir kemudian dipergunakan untuk menghasilkan sinyal

pneumatic atau listrik. Kemudian sinyal ini dikirimkan kemeteran penunjuk. Meteran

penunjuk dapat berupa meteran dengan Tabung Bourdon.

5. Alat Ukur Tekanan dan Beda Tekanan

Tekanan hidrostatik pada dasar suatu bejanatergantung pada berat jenis dan

ketinggian cairan. Tekanan ini diukur dengan manometer. Pada bejana tertutup dan

bertekanan, yang diukur adalah beda tekanan antara dasar bejanadan ruang di atas cairan.

Perbedaan tekanan ini dapat dilihat dari rumus :

P = P1+ P2 (2.1)

Dimana :

P = Tekanan di dalam tangki (Pa).

P1= Tekanan di atas cairan, yaitu tekanan udara yang menekan cairan (Pa).

P2= Tekanan di dalam cairan (Pa).

P2= ρ. g.h [ρ= massa jenis cairan (kg/m3). h= tinggi cairan (m)].

[Type here]

Page 14: Pengukuran level cairan

Pengukuran ini juga dapat dilihatpada gambar dibawah ini :

Gbr. 2.2 Gambar Pengukuran dengan Alat Ukur Beda Tekanan

Cara ini tergantung pada berat jenis. Sebagai kerugiannya, bagianbawah bejana perlu

dipasangi flens (karena terdapat bahaya kebocoran). Penunjuk jarak jauh atau pemberi sinyal

pada nilai-nilai batas (alarm) dengan transmiter hidrolik elektrik atau hidrolik pneumatik.

Dengan sistem gas tiup juga dapat ditentukan tekanan hidrostatik. Udara atau gas inert

ditiup melalui pentil serta pipa yang tercelup kedalam bejana. Ujung pipa hampir mencapai

dasar bejana dan tekanan yang diukur dengan manometer pada posisi sesudah pentil

menunjukkan tekanan hidrostatik pada dasar bejana. Berat jenis berpengaruh pada metode

ini. Cocok juga untuk cairan yang korosif, kotordan berviskositas tinggi dalam bejana yang

berventilasi (sering untuk tangki minyak). Manometer dapat dikalibrasi langsung dalam

satuan volume.

6. Alat ukur dengan sistem gelembung.

[Type here]

Page 15: Pengukuran level cairan

Gambar 2.9. Sistem Gelembung.

Gambar 2.9. menunjukkan skematik dari alat ukur tinggi permukaan cairan dengan system

gelembung. Meteran penunjuk untuk alat ukur ini umumnya adalah pressur gage dengan

tabung bourdon yang telah dikalibrasi sebelumnya kedalam bentuk skala proses. Alat ukur

Tinggi Permukaan Cairan dengan sistem gelembung dipergunakan pada tangki-tangki air,

tidak bertekanan (tekanan statis). Sistem gelembung memerlukan catu udara bertekanan yang

kontinu. Biasanya tekanan udara ini maxsimum 50 psi. Udara ini dimasukkan kedalam

tabung yang terbenam (tegak) pada cairan yang akan diukur. Semakin tinggi permukaan

cairan yang akan diukur semakin besar tekanan udara yang dibutuhkan untuk dapat mengatasi

tekanan statis yang diberikan cairan. Dengan demikian, tinggi permukaan cairan dapat diukur

melalui besaran tekanan udara yang dibutuhkan.

7. Pengukuran dengan Pancaran Radioaktif

Isotop radioaktif (Cobalt 60, Cesium 137) ditaruh dalam bejana yang kedap

radioaktif. Dari bejana tersebut pancaran dikeluarkan hanya ke arah tempat pengukuran.

Bejana tersebut biasanya dipasang di luar bejana penyimpanan (silo, tangki). Sinar gamma

menembus bejana atau mungkin juga isinya, mengenai detektor yang terletak berseberangan

dengan sumber pancaran. Pancaran tersebut ditangkap oleh tempat pengukuran, tempat

pengukuran menangkap frekwensi dari sinar gamma tersebut. Hal ini dapat diperhatikan pada

gbr 2.3.

[Type here]

Page 16: Pengukuran level cairan

Gbr. 2.3 Keterpasangan Sensor Radioaktif pada Pengukuran Tinggi Cairan Permukaan

Tangki

Keterangan Gambar :

- Radiation Path : Garis pancaran radiasi

- Source and Holder : Sumber radiasi

- Detector : Pendeteksi pancaran radiasi

- Platform : Dinding tangki

-Vessel Clip : Flens pengunci

- Elevation : Jarak antara sumber radiasi dengan pendeteksi

- Maz,Min Liquid Level : Maksimum dan minimum ketinggian tangki

- Plan View : Perencanaan keterpasangan pengukuran.

[Type here]

Page 17: Pengukuran level cairan

Frekwensi tersebut akan menunjukkan besar jarak yang ditempuh oleh sinar gamma.

Hal ini dapat dilihat dari rumus :

S = k . c . ∆f/2 (2.2)

Dimana :

S = Jarak yang ditempuh oleh sinar gamma (m).

∆k = Konstanta dari bahan isotop.

c = Kecepatan pancaran sinar gamma. (m/det).

f = Perbedaan frekwensi yang dihasilkan oleh sinar gamma (Hz).

Melalui suatu penguat, detektor mengirimkan arus yang besarnya tergantung pada

tinggi bahan proses dalam bejana, yaitu apakah di atas atau di bawah berkas sinar gamma.

Metode ini tergantung pada bahan dan berat jenis. Penggunaan susbstansi radioaktif diatur

dengan undang-undang mengenai radiasi.

Penggunaannya terutama untuk pengukuran nilai batas. Untuk pengukuran kontinu

diperlukan sepasang sumber-penerima yang dapat digerakkan ke arah vertikal, dengan

kedudukan senantiasa dicatat. Alat tersebut digunakan bila cara lain tidak cocok (misalnya

karena tekanan terlalu tinggi, biji-bijian terlalu besar, bahan beracun atau terlalu viskos).

Dalam bejana tidak perlu dipasang perlengkapan untuk pengukuran (pengukuran tanpa

sentuhan).

[Type here]

Page 18: Pengukuran level cairan

Gbr.2.4 Alat Ukur Tinggi Permukaan dengan Menggunakan Pancaran Radioaktif

8. Pengukuran dengan Ultrasonik

Sumber yang dipasang pada bejana terus-menerus mengirimkan getaran ultrasonic

(getaran yang tidak dapat didengar, mempunyai frekuensi sangat tinggi) ke alat penerima

yang dipasang berseberangan dengan sumber. Getaran tersebut terputus bila isi bejana yang

berbentuk padat atau cair melewati posisi pemasangan sumber. Terputusnya getaran diubah

menjadi sinyal listrik yang ditunjukkan padaalat ukur atau diolah dengan cara lain.

Kecepatan suara sangat mempengaruhi pengukuran dengan ultrasonik. Peraturan yang

utama dari pengukuran ultrasonik ini adalahberat jenis yang lebih tinggi mempunyai

kecepatan yang tinggi. Untuk pengukuran ultrasonik, pokok bahasan yang perlu dibahas

adalah kecepatan suara yang mempunyai kecepatan di dalam gas. Ini dapat dilihat dari rumus:

[Type here]

Page 19: Pengukuran level cairan

dimana :

c = Kapasitansi dari sensor (Farad)

χ = Konstanta dari kecepatan suara (1,40 Farad/J, pada air)

Rm = Konstanta gas universal (8314,3 J/kmol.K)

M = Berat molekul (Kg/K)

T = Temperatur (oC)

Gbr.2.5 Keterpasangan Pengukuran dengan Ultrasonic

Keterangan Gambar :

- Primary Element : Elemen utama

- Stilling Well Inlet : Dinding tempat masuknya aliran

[Type here]

Page 20: Pengukuran level cairan

-Stilling Well : Dinding tangki

- Standpipe inlet : Pipa masuknya aliran

- Blind Flange : Flens buta

- Transducer : Sensor ultrasonik

-Air Vent : Fentilasi udara

- Bracing : Baut pengikat

Metode pengukuran ini digunakan untuk menentukan ketinggian permukaan (dengan

sepasang sumber-penerima yang dapat bergerakke arah vertikal) atau untuk member sinyal

yang berkaitan dengan nilai batas.

Alat pengukur gema ultrasonik juga bekerja dengan getaran ultrasonik. Dari suatu alat

ultrasonik dikirim impuls ke permukaan bahan dalam bejana. Oleh bahan, impuls dipantulkan

ke alat ukur. Waktu tempuh yang terukur memberikan informasi tentang tinggi cairan atau

bahan padat dalam bejana. Alat tersebut tidak cocok untuk cairan yang berbusa atau yang

permukaannya sangat mudah bergerak.

Gbr.2.6 Pengukuran dengan Cara Ultrasonik

[Type here]

Page 21: Pengukuran level cairan

Jenis lain dari alat ukur tinggi permukaan cairan.

1. Meteran tangki penyimpanan (storage tank gages)

Gambar 2.10. Meteran tangki penyimpanan.

Gambar 2.10. menunjukkan skematik dari meteran tangki penyimpanan. Alat ini terdiri dari

pelampung dan pita baja. Bila tinggi permukaan cairan naik maka pelampungpun turut naik.

Angka yang ditunjuk oleh ujung pita baja menunjukkan tinggi permukaan cairan yang diukur.

Angka ini biasanya dalam satuan panjang, akan tetapi dapat diperhitungkan menjadi satuan

isi. Meteran tangki penyimpanan seperti ini sering disebut seperti ini sering disebut dengan

nama pelampung dan pita (float and tape) dan dipergunakan dalam pengukuran cairan pada

tangki penimbunan yang tidak bertekanan.

[Type here]

Page 22: Pengukuran level cairan

2. Kotak diafragma

Gambar 2.11. Kotak diafragma

Gambar 2.11. menunjukkan skematik dari alat ukur tinggi permukaan cairan yang disebut

kotak diafragma. Alat ini terdiri dari meteran penunjuk, pipa dan diafragma dan sistem ini

diisi udara bertekanan setara dengan tekanan atmosfir. Meteran penunjuk, biasanya adalah

jenis Presure gage dengan tabung bourdon yang dikalibrasi kedalam bentuk skala proses. Bila

tinggi permukaan cairan naik maka tekanan dalam sistem pengukuran akan naik. Ujung pipa

pada kotak dibuat bengkok 90º supaya saluran pengukuran jangan tersumbat oleh diafragma.

[Type here]