Pengukuran level

38
Pengukuran Level Pengukuran level cairan merupakn pengukuran yang mempunyai tujuan untuk mengetahui ketinggian level cairan pada suatu titik atau pada range tertentu. I. Pengukuran Level Kontinyu dan Titik (Point) Pengukuran level dibagi menjadi dua bentuk, yaitu level kontinyu dan level titik (point). Pengukuran level kontinyu merupakan pengukuran level untuk mengetahui level dari cairan pada rentang (range) tertentu, sedangkan pengukuran level titik merupakan pengukuran level untuk mengetahui level pada titik tertentu dipasangnya sensor. Pemilihannya tergantung atas fungsi yang diperlukan dalam pengukuran. Beberapa sistem mungkin menggunakan pengukuran kontinyu dan titik (point) pada sistem yang sama (misalnya pada tangki atau vessel), dan ini sangat tergantung pada keperluan/ kekritisan pengukurannya. Dan sistem pengukuran titik biasanya dirancang sebagai back up pada sistem pengukuran secara kontinyu, yaitu diwujudkan untuk system alarm atau shutdown. I.1. Pengukuran Level Titik (Point) Pengukuran level titik adalah pengukuran level secara diskrit pada titik tertentu dalam sistem. Sebagai contoh, alarm level rendah dan alarm level tinggi terpicu 1

description

mmmkn

Transcript of Pengukuran level

The Tubular Gauge Glass

Pengukuran Level

Pengukuran level cairan merupakn pengukuran yang mempunyai tujuan untuk mengetahui ketinggian level cairan pada suatu titik atau pada range tertentu. I. Pengukuran Level Kontinyu dan Titik (Point)Pengukuran level dibagi menjadi dua bentuk, yaitu level kontinyu dan level titik (point). Pengukuran level kontinyu merupakan pengukuran level untuk mengetahui level dari cairan pada rentang (range) tertentu, sedangkan pengukuran level titik merupakan pengukuran level untuk mengetahui level pada titik tertentu dipasangnya sensor. Pemilihannya tergantung atas fungsi yang diperlukan dalam pengukuran.

Beberapa sistem mungkin menggunakan pengukuran kontinyu dan titik (point) pada sistem yang sama (misalnya pada tangki atau vessel), dan ini sangat tergantung pada keperluan/ kekritisan pengukurannya. Dan sistem pengukuran titik biasanya dirancang sebagai back up pada sistem pengukuran secara kontinyu, yaitu diwujudkan untuk system alarm atau shutdown.I.1. Pengukuran Level Titik (Point)Pengukuran level titik adalah pengukuran level secara diskrit pada titik tertentu dalam sistem. Sebagai contoh, alarm level rendah dan alarm level tinggi terpicu jika level dalam tangki mengalami tinggi yang berlebihan atau rendah yang berlebihan. Demikian juga untuk system shutdownnya, dengan menggunakan pengukuran level titik digunakan untuk menghentikan/ men-shutdown-kan suatu system. Pengukuran level titik dapat juga digunakan pada sistem kendali/ kontrol on/off atau kontrol batch. Oleh karena itu fungsi dari pengukuran level titik adalah digunakan untuk input system alarm dan shutdown, switching on/off dan indikasi level titik (point).

I.2. Pengukuran Level Kontinyu

Pengukuran level kontinyu memberikan pengukuran level secara kontinyu (analog) dalam sistem. Sebuah sensor konstan digunakan untuk mengukur level. Pada saat level naik atau turun, sensor akan merasakan perubahan level ini dan menghasilkan output yang sebanding dengan perubahan level tersebut. Dan sinyal outputnya biasanya dalam bentuk bentuk sinyal standard 3-15 psi atau 4 - 20 mA dc. Tipe pengukuran ini sangat tepat digunakan untuk sistem pengendalian loop tertutup (closed loop), dan dimana pengukuran level dalam rentang (range) tertentu diperlukan.II. Pengukuran Level Cara Lengsung dengan Cara Tidak Langsung (Inferential)

Pengukuran secara langsung dimana instrumennya berkontak secara langsung dengan elemen sensor, dan sebuah gerakan level diukur secara langsung oleh instrumen. Sebagai contoh pengukuran level secara langsung adalah sistem pengukuran level dengan pelampung. Dalam sistem ini pelampung akan mengapung dibagian atas cairan dalam vesel. Pelampung diikat oleh kabel atau benang, dan diujung yang lain diikat dengan jarum penunjuk. Perubahan level akan ditunjukkan oleh skala disebelah luar.

Pengukuran level tidak langsung/ inferensial adalah pengukuran level menggunakan media. Sebuah tranduser digunakan untuk mentransfer pengukuran level ke instrumen penunjuk. Contoh pengukuran level secara inferensial ialah differential pressure level transmitter. Pengukuran level diwakili oleh perubahan beda tekanan dalam sistem. Transmiter dengan pada sisi tekanan tinggi dihubungkan pada bagian bawah tangki dan transmiter sisi tekanan rendah dihubungkan ke atmostphir. Kenaikan level akan menaikkan tekanan bagian bawah dari tangki, dan akibatnya akan menaikkan output transmiter.

III. PENGUKURAN LEVEL TITIK (POINT)Beberapa pengukuran level titik (point) adalah sebagai berikut :

1. Switch Pelampung2. Pelat Kapasitansi

3. Switch Konduktansi4. Pedal Rotasi

5. Swich Level Magnet3.1. Switch Pelampung

Switch pelampung dapat beraneka bentuk (seperti yang telihat pada Gambar 1) dan semuanya mempunyai prinsip kerja yang sama, ketika level yang diukur lebih rendah dari pelampung maka switch akan menggantung secara vertikal dan ketika level naik maka switch akan menyebabkan pelampung akan terdorong secara vertikal sehingga akan merubah keadaan didalam switch, dan pada dasarnya perubahan level akan berfungsi untuk merubah posisi switchnya seperti yang terlihat pada Gambar 2. Dan untuk contoh rangkaiannya dapat dilihat pada Gambar 3.

Gambar 1. Contoh Level Switch tipe switch Pelampung

Gambar 3. Contoh Rangkaian Level Switch3.2. Kapasitansi

Sebuah kapasitor terdiri dari dua pelat sederhana, dipisahkan oleh jarak, dengan sebuah isolasi diantara kedua pelat dan dikenal mempunyai konstanta dielektrik. Dielektrik biasanya mempunyai dua nilai yang berbeda, pertama ketika tidak ada level diantara kedua pelat, maka hanya udara saja, dan yang kedua ketika pelat tertutup oleh cairan karena kenaikan dari level cairan.

Alat ukur mungkin terdiri dari probe yang berada didalam tangki atau vesel yang beraksi sebagai salah satu pelat kapasitor dan dinding vesel beraksi sebagai pelat yang lain. Dalam banyak hal, mungkin ada dua probe yang terpisah.

Kelemahan switch level tipe kapasitif adalah adanya variasi kapasitansi yang besar yang disebabkan oleh berubah-ubahnya kontanta dielektrik yang diukur. Untuk menghindari masalah ini, maka cairan yang diukur harus mempunyai komposisi yang seragam.

Keunggulannya ialah tidak ada bagian yang bergerak, dan probo dapat didesain untuk pemakaian temperatur tinggi, tekanan tinggi dan kondisi korosif.

3.3. Konduktansi

Probe konduktan adalah alat ukur level titik (point) yang digunakan untuk rangkaian terbuka atau tertutup, yang dapat digunakan untuk memberi peringatan kepada operator pada saat level menunjukkan level rendah atau level tinggi. Dua elektrode tercelup didalam vesel. Jika cairan yang koduktif tersebut menutup kedua elektrode, maka rangkaian akan menutup; jika level turun dibawah salah satu elektrode, maka rangkaian akan membuka. Cairan dalam hal ini beraksi seperti kontak switch. Ada catatan bahwa cairan yang diukur harus mampu menghantarkan arus listrik beberapa mA.

Gambar 4. Pengukuran Level dengan Konduktansi3.4. Pedal Rotasi

Alat ukur pedal rotasi biasanya digunakan sebagai switch level rendah atau switch level tinggi kemudian dihubungkan ke alarm atau untuk kontrol level zat padat. Pedal dapat terbuat dari tiga atau empat pelat datar atau pedal fleksibel, atau mungkin dari pedal kawat, seperti pada Gambar 5. Sebuah motor kecil memutar pedal; ketika level zat padat naik menutupi pedal, pedal berhenti berputar. Karena ada kenaikan torsi disepanjang batang dari motor ke pedal. Torsi ini akan menyebabkan arus yang lebih tinggi mengalir pada motor dan arus yang lebih tinggi tersebut akan digunakan untuk mengubah posisi switch.Akurasi relatif tinggi, keuntungan lain ialah biaya rendah dan dapat digunakan pada periode waktu yang lama. Kelemahannya ialah tidak bisa berfungsi dengan baik untuk temperatur dan tekanan tinggi dan lingkungan yang korosi. Kondisi yang korosif dan kotor maka pedal tidak bisa berputar, sehingga menyebabkan sinyal palsu.

Gambar 5. Detektor Pedal Rotasi

3.5. Switch Level Magnet

Switch level magnet adalah variasi dari level pelampung yang menggunakan magnet permanen didalamnya dengan switch yang peka dengan magnet. Keuntungan dari alat ini adalah anda dapat mendeteksi lebih dari satu kondisi level, kombinasi switch dan pelampung lebih dari satu dapat digunakan pada asembli yang sama, bentuk dari switch level magnet dapat dilihat pada Gambar 6.

Gambar 6. Switch Level MagnetIV. PENGUKURAN LEVEL KONTINYU4.1. Pengukuran Level dengan Gelas Penduga (Sight Glass)Gelas penduga (Sight glass) merupakan alat indicator level yang sangat sederhana dan murah. Gelas penduga dapat digunakan untuk bejana (vessel) terbuka atau tertutup.

Pada Gambar 7 adalah contoh dari gelas penduga dan secara skematik dapat dilihat pada Gambar 8, dengan bagian bawah dipasangkan ke bagian paling bawah level yang akan diamati, sedangkan bagian atas terbuka ke atmosfer apabila dipasangkan untuk bejana terbuka atau dipasangkan/ disambungkan ke bagian atas bejana apabila digunakan untuk tangki tertutup.

Gambar 7. Contoh Gelas Penduga (Sight Glass)Pada gelas penduga biasanya terdapat valve dibagian bawah (blow down valve) yang digunakan untuk membuang kotoran yang terdapat pada gelas penduga tersebut. Secara umum gelas penduga (sight glass) terdiri dari:

Sebuah tabung gelas silinder Fitting yang digunakan untuk memegang gelas tersebut. Kelengkapan-kelengkapan: valve-valve, blow down valve. Skala pengukuran untuk menunjukkan ketinggian level pengukuran.

Gambar 8. Skematik Gelas Penduga (Sight Glass)4.1.a. Fungsi Bagian-Bagian Gelas Penduga

Bagian-bagian dari gelas penduga mempunyai fungsi sbb:

Gelas merupakan tabung transparan silinder yang dibuat dari bermacam-macam material transparan bergantung pada aplikasinya. Jika diaplikasikan pada bejana tekanan tinggi harus tersedia pelindung/ penutup. Valve Isolasi (Isolation Valve) digunakan untuk mengisolasi bejana apabila dilakukan pelepasan gelas penduga pada saat bejana dalam kondisi operasi. Blow-down valve digunakan pada saat dilakukan proses pembuangan kotoran yang ada pada gelas penduga. Dengan membuka blow down valve maka akan dapat membuang endapan-endapan atau kotoran dalam gelas.penduga. Skala biasanya menempel pada gelas penduga yang akan menunjukkan level cairan dari bejana tersebut. 4.1.b. Instalasi Gelas PendugaGelas penduga dapat diinstalasi untuk bejana atau tangki terbuka (Gambar 9) ataupun tertutup (Gambar 10).

Gambar 9. Instalasi pada Tangki Terbuka

Gambar 10. Instalasi pada Tangki TertutupJika level yang akan ditinjau melebihi panjang dari gelas penduga, maka dapat dilakukan pemasangan membentuk overlap seperti pada Gambar 11.

Gambar 11. Pemasangan Multi gelas penduga4.1.c. Instalasi Gelas Penduga pada Boiler

Boiler merupakan peralatan yang digunakan untuk membuat uap (steam). Boiler selalu mempunyai gelas penduga untuk melihat level air dalam bejananya, yang berfungsi untuk meyakinkan operator bahwa boiler masih beroperasi pada kondisi normal. Level dalam bejana harus cukup supaya mencegah terjadinya overheating dan apabila kekurangan air juga akan menyebabkan produksi steam akan kurang.

Pada boiler blow down harus dilakukan setiap hari untuk menghindari kebutuan pada pipanya dan untuk membuang kotoran yang ada. Instalasi dari gelas penduga pada boiler dapat dilihat pada Gambar 12.

Selama boiler kondisi normal operasi pembacaan level digelas penduga akan mempunyai kesalahan (error) apabila dibandingkan dengan level nyata, dan yang terjadi penunjukan level pada gelas penduga biasanya lebih rendah dari level nyata pada boiler drum, hal ini karena air dalam gelas penduga mempunyai temperature lebih rendah dibandingkan dengan temperature dalam boiler drum.

Gambar 12. Instalasi Gelas Penduga pada Boiler

4.1.d. Gelas Penduga Tekanan TinggiGelas penduga berbentuk silinder tidak direkomendari untuk tekanan diatas 2800 kPa. Untuk tekanan lebih tinggi digunakan gelas penduka tipe flat, dengan pemasangan seperti pada Gambar 13.Gambar 13. Instalasi Gelas Penduga pada Tekanan tinggi.Disamping pengukuran dengan sight glass yang konvensional yang sudah dibicarakan, sight glass dapat juga berupa indikator yang digerakkan dengan menggunakan magnet yang diletakkan pada pelampung yang terletak dalam tabung , seperti pada Gambar 14. Dengan metode ini pengukuran lebih jelas karena indikatornya selalu bersih, tidak seperti sight glass yang konvensional.

Gambar 14. Magnetic Liquid Level Gauge

4.2. Pengukuran Level Tipe Pelampung (Floater)Pengukur level cairan tipe pelampung silinder digunakan untuk vesel yang terbuka. Alat ukur ini terdiri dari sebuah pelampung yang berada diatas cairan, sebuah tali (tape), sebuah pulley dan pemberat penghitung yang terpasang diujung tali, seperti ditunjukkan pada Gambar 15. Sangat sering, alat ukur ini mempunyai skala indikasi vertikal yang dipasang disebelah luar dinding tangki dan pembeat penghitung beralsi sebagai indikator level. Pemberat penghitung akan mempertahankan tegangan tali ketika pelampung naik maupun turun.

Gambar 15. Alat Ukur Pelampung dan Indikator Level

Pelampung hanya sebagian saja yang tercelup didalam cairan. Masa pemberat penghitung disetel untuk memepertahankan pelampung tercelup pada setengahnya saja sehingga diperoleh gaya apung (buoyancy) maksimum. Tipe pelampung jenis ini disebut tipe perubahan (displacement) konstan.Pada Gambar 16 adalah alat ukur level dengan indikator yang digerakkan oleh pelampung yang dapat digunakan untuk tangki bertekanan. Sebuah alat bacaan dipasang pada bagian atas tangki. Pegas spiral datar dipasang pada pulley dan juga pada pemberat penghitung untuk mempertahankan agar tensi tali konstan.

Sistem gear diletakkan diantara tali dan alat penghitung. Skala penghitung dibungkus dalam pengukur ketinggian sehingga tidak ada tekanan yang keluar dari tangki.

Flow rate yang tinggi dapat menyebabkan turbulensi permukaan cairan, dan akan mempengaruhi posisi pelampung. Untuk mengatasi hal ini, pelampung diselubungi oleh stilling well (tabung penyelubung), yang bisa terletak disebelah dalam atau disebelah luar tangki.

Gambar 16. Alat Ukur Level Tipe Pelampung dan Tali untuk Tangki Bertekanan4.3. Pengukuran Level dengan Displacer

Pengukuran level dengan menggunakan displacer merupakan salah satu contoh pengukuran level tidak langsung karena pada pengukuran ini yang diukur adalah perubahan berat benda yang setara dengan perubahan level. Dan dalam masa sekarang banyak digunakan pengukuran level secara tidak langsung, seperti pengukuran level dengan menggunakan differential pressure, ultrasonic, radioaktif, dll.Pengukuran level dengan displacer menggunakan prinsip Hukum Archimedes, yaitu: Benda yang tercelup dalam zat cair (Fw) akan mempunyai daya dorong keatas sebesar zat cair yang dipindahkannya (FB), seperti pada Gambar 17.

Gambar 17. Prinsip Hukum ArchimedesContoh 1:

Sebuah silinder tegak mempunyai diameter 10 cm, panjang 30 cm, dan massa 2 kg. Jika silinder tersebut dicelupkan, berapa panjang silinder yang tercelup dalam air?

Penyelesaian:

Gaya ke bawah dari silinder adalah:

Massa air yang dipindahkan akan sama dengan massa dari silinder tegaknya. Oleh karena itu gaya dari silinder adalah:

F = massa x percepatan gravitasi

F=

=19,62 N

Apabila dalam kondisi setimbang maka, gaya ke bawah = gaya ke atas, sehingga gaya keatasnya juga sebesar = 19,62 N. Gaya tersebut adalah:

F = Volume * density air * percepatan gravitasi

F=

sehingga:

V=

=

=0.002 m3Volume tersebut merupakan volume silinder yang tercelup dalam air. Dengan menggunakan perhitungan volume silinder:

V = (/4)* (diameter)2 * tinggi

V=0.7854d2hSehingga:

h=

=

=0,255 m

=25,5 cmSehingga jika diaplikasikan silinder tersebut akan tercelip sepanjang 25,5 cm. Contoh 2:Fig03.tif

Gambar 18. Daya dorong benda yang tercelum dalam cairanSebuah silinder tegak (displacer) mempunyai luas A, panjang h tercelup semuanya kedalam cairan yang mempunyai density ( seperti terlihat pada Gambar 18. Berapa daya dorong ke atas dari benda yang tercelup tersebut?

Penyelesaian:Jika density dari fluida adalah (, dan luas dari silinder adalah A, maka tekanan dari atas silinder adalah:

P1=(gh1Sehingga gaya kebawahnya adalah:

F1=P1A

=(gh1ATekanan keatas dari bawah silinder adalah:

P2=(gh2Sehingga gaya keatasnya adalah:

F2=P2A

=(gh2AGaya total pada silinder adalah:

FB=F2 F1

=(gA (h2 - h1)

=(gAh, dimana h adalah tinggi silinder.

=(gV, dimana V adalah volume silinder & (V adalah massa dari liquid yang mendorong keatas.Contoh dari pemasangan displacer dilapangan dapat dilihat pada Gambar 19.

Gambar 19. Displacer

4.4. Pengukuran Level dengan Perbedaan Tekanan (Differential Pressure)Pengukuran level dengan menggunakan perbedaan tekanan (differential pressure) adalah menggunakan prinsip tekanan hidrostatis. Tekanan Hidrostatis adalah tekanan dari cairan berdasarkan pada berat jenis cairan, dan ketinggian cairan di atas point pengukuran. Hal ini dapat digambarkan dengan rumus:

P = ( x g x h

dimana:P = Tekanan Hidrostatis

( = Density Cairan

g = Konstanta percepatan gravitasi

h = Ketinggian cairan diatas point pengukuran

Catatan: Specific Gravity (SG) dapat menggantikan ( jika dibandingkan terhadap density air. Sehingga menghasilkan rumus sbb:

P = S.G. x g x h

Gambar 20. Tekanan HidrostatisTransmitter Tekanan Differential (Differential Pressure (d/p))Transmitter (d/p) Tekanan Differential adalah instrument yang digunakan untuk mengukur level dalam suatu tempat, tangki dsb dan mengirimkan (men-transmite) signal tersebut pada jarak yang cukup jauh sesuai dengan standart signal yang digunakannya. Pengukuran level dengan d/p adalah pengukuran secara tidak langsung karena perubahan level direpresentasikan dengan perubahan perbedaan tekanan.

Tekanan Differential Tekanan differential adalah perbedaan antara tekanan tinggi dan tekanan rendah dalam sistem pengukuran tekanan differential. Hal ini dapat digambarkan dengan rumus dibawah ini:

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

Transmitter tekanan differential dapat dipasang pada dua situasi, yaitu pada sistem tangki terbuka atau sistem tangki tertutup. Pada sistem tangki terbuka, untuk tapping tekanan tinggi dari transmitter d/p dipasang pada point level nol dan tapping tekanan rendah terbuka ke atmosfir, seperti pada Gambar 21. Susunan ini menjadikan perhitungannya mudah dalam menghitung tekanan differential-nya, karena tekanan differential-nya sama dengan tekanan pada tapping tekanan yang tingginya, yaitu:

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

= (( x g x h + Patm) Patm

= ( x g x h

Gambar 21. Instalasi transmitter d/p untuk tangki terbukaPada sistem tangki tertutup, tapping tekanan tinggi dari transmitter d/p disambungkan point level nol dan tapping tekanan rendah dipasangkan diatas level cairan yang paling tinggi. Tekanan tertutup ini menekan ke bawah cairan yang menambah tekanan total hidrostatis pada point level nol. Oleh karena itu, tekanan ini dikurangi dari nilai tapping tekanan rendahnya. Instalasi transmitter d/p pada bejana tertutup dapat dilihat pada Gambar 22.

Gambar 22. Instalasi transmitter d/p untuk tangki tertutup.Sehingga perhitungannya adalah sbb:Tekanan Differential (d/p) = Tekanan Tinggi Tekanan Rendah

= (( x g x h + Pgas) Pgas

= ( x g x h

Instalasi D/P Transmitter di lapangan untuk Tangki tertutup

Gambar 23. Instalasi D/P Transmitter di LapanganInstalasi dari D/P Transmitter di lapangan untuk Tangki tertutup dapat dilihat pada Gambar 23, dengan perhitungan tekanan minimum dan maksimum sbb:

Tekanan Minimum: PMin = (SGp x a) - (SGf x d)

Tekanan Maksimum: PMax = (SGp x b) - (SGf x d)

dimana:

Output transmitter pada minimum level = 4mA

Output transmitter pada maksimum level = 20 mA

a = jarak antara bottom tap and minimum level

b = jarak antara bottom tap dan maximum level

d = jarak antar tapSGf = Specific Gravity dari fluida pada pipa kapiler.SGp = Specific Gravity dari fluida proses4.5. Pengukur Level Sistem Pipa Gelembung (Continuous Purge) untuk Tangki Terbuka

Sistem pengukuran level pipa bergelembung, tekanan udara atau gas yang lain diperlukan untuk mengatasi tekanan head cairan yang proporsional dengan level.

Pada Gambar 24 menunjukkan sistem gelembung sederhana. Needle valve atau pressure regulator digunakan sebagai sumber tekanan udara atau tekanan gas yang disalurkan ke pipa gelembung yang tercelup pada kedalaman tetap didalam cairan.

Bagian bawah pipa gelembung terletak pada garis datum atau garis zero didalam tangki. Tekanan udara yang cukup disuplaikan melalui needle valve atau pressure regulator dan gelembung dialirkan dengan pelan tetapi stabil ketika level didalam tangki pada nilai maksimum. Rotameter dapat digunakan untuk menentukan flowrate.

Perubahan level yang diukur menyebabkan tekanan didalam pipa gelembung bervariasi sedemikian rupa sehingga udara yang berlebihan mengalir ketika level dalam keadaan menurun dan sebaliknya. Peralatan instrumen ini yang men-sensor tekanan dan perubahan tekanan akan sebanding dengan perubahan level cairan.

Gambar 24. Sistem Gelembung Sederhana

Variasi level yang besar akan menyebabkan fluktuasi aliran udara yang besar juga sehingga mengakibatkan pengukuran yang sangat tidak akurat. Differential pressure regulator dapat dipasang seperti Gambar 24 (b), untuk mempertahankan penurunan tekanan konstan pada rotameter sehingga aliran gelembung yang keluar lebih seragam.

Akurasi pengukuran level dipengaruhi oleh perubahan density cairan. Dengan density yang konstan, akurasi dapat berkisar + 1 sampai 2%. Direkomendasikan jarak antara bagian bawah tangki dengan pipe gelembung tidak lebih kecil dari 75 mm untuk menghindari tesumbatnya pipa karena endapan-endapan yang terkumpul.

Sistem pipa gelembung yang lebih komplek digunakan untuk mengukur level pada tangki yang bertekanan atau sistem tertutup.

4.6. Pengukur Level dengan Detektor Level Kotak Diaphragma

Diaphragma dapat digunakan sebagai elemen sensor level baik untuk tangki terbuka tau tertutup. Salah satu metode pengukuran level dengan tangki terbuka seperti pada Gambar 25.

Gambar 25. Sensor Level Kotak Diaphragma

Hal ini ada kotak diaphragma yang terdiri dari dua sisi, masing-masing diaphragmanya fleksibel. Level cairan yang diukur kontak dengan salah satu sisi diaphragma, sedang sisi yang lain kontak dengan instrumen level melalui tabung kapiler. Kotak diaphragma dipasang pada titik tetap, biasanya pada level paling minimum. Kadang-kadang kotak diaphragma disangga oleh pipa atau tabung yang tidak mudah berubah dan kotak diaphragmanya tercelup didalam cairan.

Ketika level tangki naik, diaphragma terdistorsi (bentuknya berubah) pada saat tekanan yang lebih besar dikenakan oleh cairan disebelah diaphragma. Defleksi diapraghma yang lebih besar akan menyebabkan cairan yang ada dalam tabung kapiler tertekan sampai tekanannya sama dengan ketinggian cairan dalam tangki. Tekanan ini digunakan oleh elemen sensing untuk mentranmisikan gerakan yang proporsional dengan pen pada jarum indikator, atau asembli flapper-nozzle dalam transmiter. Sensor ini baik untuk cairan yang mengandung zat padat tersuspensi dan untuk sluri dengan patikel-partikel halus.

4.7. Pengukur Level dengan Kapasitansi Listrik

Kapasitor terdiri dari dua pelat sederhana, yang dipisahkan dengan jarak tertentu, dengan zat isolasi diantara keduanya yang mempunyai konstanta dielektrik yang diketahui. Kebanyakan gas mempunyai konstanta dielektrik 1, sedang zat padat dan cairan mempunyai konstantan dielektrik yang lebih besar. Kapasitor akan menyimpan energi listrik dan melepaskan pada waktu tertentu. Pergeseran phase, jika menggunakan tenaga ac, atau banyaknya potensial listrik yang tersimpan dapat diukur. Kedua pengukuran tersebut akan menunjukkan konstantan dielektrik suatu material. Hal ini adalah praktis jika digunakan untuk pengukuran level kontinyu dengan mengukur potensial tegangan yang tersimpan (atau pergeseran phase) pada saat level naik dan berada diantara dua pelat kapasitor tersebut.

Alat ukurnya terdiri dari probe yang ditempatkan pada tangki dengan probe yang beraksi sebagai salah satu pelat kapasitor dan dinding tangki beraksi sebagai pelat kapasitor yang lain. Dalam beberapa hal, mungkin menggunakan dua probe yang terpisah, atau satu probe didalam probe yang kedua, seperti Gambar 26.

Gambar 26. Elemen Probe Kapasitansi

4.8. Pengukur Level dengan Ultrasonik

Alat ukur level ultrasonik menggunakan perubahan kecepatan suara melalui suara yang berbeda. Untuk mengukur level zat padat, generator dan receiver harus ditempatkan dibagian atas tangki; untuk mengukur level cairan dapat juga transmiter dan receiver diletakkan dibagian atas dan bawah tangki. Receiver akan mencatat lamanya waktu pada saat suara berjalan dari generator ke permukaan level cairan (atau zat padat) dan kembali ke receiver. Apabila kecepatan sinyal suara melewati material sudah diketahui, maka levelnya dapat ditentukan. Alat ukur tersebut harus ada kompensasi temperatur untuk mengkompensasi perubahan temperatur, karena kecepatan suara pada semua zat akan berubah dengan berubahnya temperatur. Skematik pengukuran level dengan ultrasonik dapat dilihat pada Gambar 27.

Gambar 27. Pengukuran Level dengan prinsip Ultrasonik

4.9. Pengukur Level dengan Laser, Microwave dan Radar

Semua alat tersebut dapat digunakan untuk pengukuran level kontinyu dengan mengukur waktu selama sinyal ditranmisikan dari dan ke bagian atas tangki, dimana sinyal tersebut bergerak ke permukaan zat padat atau cairan dan kembali lagi ke receiver. Prinsip ini sama dengan transmiter ultrasonik.Sebagai contoh diuraikan langkah operasinya level transmitter dengan menggunakan guided wave radar, dan gambar skematiknya dapat dilihat pada Gambar 28, langkah-langkahnya tersebut adalah:1. Sinyal/ pulsa yang sangat singkat dalam bentuk gelombang mikro (microwave) dikeluarkan dari coupler ke probe

2. Pulsa berjalan sepanjang dari probe, dan ketika melewati suatu cairan yang mempunyai konstanta dielektrik yang berbeda, maka pulsa tersebut akan memantul dan berjalan balik.

3. Dan ketika pulsa tersebut sampai ke coupler, yang merupakan sensor elektronik, maka waktu dari pulsa itu dikirim sampai pulsa itu kembali lagi diukur,

4. Dan dengan memperhitungkan kecepatan pulsa melewati media yang digunakan dan posisi pemasangan transmitter maka dilakukan perhitungan dari transmitter tersebut maka akan didapatkan level dari cairan tersebut.

5. Dikirim hasil pengukuran tersebut dalam bentuk sinyal standart (4 20 mA dc) ke indicator, recorder, atau ke pengendali/ controller.

Gambar 28. Pengukuran level dengan guided wave radarh=h2 - h1

h2

h1

A

F1

F2

DISPLACER

Displacer

h

(

(

h

Pgas

Gambar 2. Prinsip Kerja Level Switch

( = density of liquid

28