Tugas I instrumentasi industri

"Alat Ukur"

OLEH : RISKA RISTIYANTI

FlowPressureTemperatureLevel

1. Variable Head or Differential Meter

Prinsip operasi Differential

Pressure Flowmeters (DP

Flowmeters) di dasarkan pada

persamaan Bernoulli yang

menguraikan hubungan antara

tekanan dan kecepatan pada

suatu aliran fluida.

2. Pitot Tubes

Sebuah probe dengan open tip (pitot tube) dimasukkan ke dalam

suatu bidang aliran (flow), dimana tip tersebut sebagai titik

stationary (zero velocity) dari flow. Tekanan nya, dibandingkan

dengan tekanan statis dan digunakan untuk mengkalkulasi

kecepatan aliran (flow velocity) Pitot tabung dapat mengukur flow

velocity pada titik pengukuran.

Sama halnya seperti plate orifice, pitot tubes

membutuhkan dua lubang pengukuran tekanan untuk

menghasilkan suatu beda tekanan. Pada pitot tubes ini biasanya

fluida yang digunakan adalah jenis cairan dan gas. Pitot tubes

terbuat dari stainless steel dan kuningan.

Pitot tube jarang digunakan pada process stream tetapi

umumnya digunakan pada utilities streams dimanaketelitian

(accuracy) yang tinggi tidaklah diperlukan

3. Variable Area Flowmeter (Rotameters)

Prinsip operasi dari rotameter (variable area meters)

didasarkan pada pelampung (float) yang berfungsi sebagai

penghalang aliran, pelampung tersebut akan melayang

dalam suatu tabung yang mempunyai luas penampang

tidak konstan. Posisi pelampung akan menyatakan harga

aliran fluida yang mengenainya. Pada posisi tersebut pada

pelampung akan terjadi keseimbangan gaya, yaitu

keseimbangan antara berat pelampung dengan gaya tarik

aliran yang mengenainya dan gaya apung pelampung.

1. Pipa U

Pipa U terdiri dari air atau

raksa yang dalam pipa

berbentuk U

Salah satu ujung dihubungkan

dengan tekanan yang ingin

diukur dan ujung yang lain

dihubungkan dengan tekanan

referensi (biasanya tekanan

atmosferik)

Kelebihan Biaya murah Sederhana dan cukup baik

Kekurangan Respon lambat dan terjadi

osilasi Akurasi pengukuran

tergantung pada presisi tinggi cairan pada pipa U

Tidak dapat digunakan untuk tekanan vakum

Cairan dalam pipa U TIDAK BOLEH ada interaksi dengan fluida yang diukur

Kontaminasi merkuri dan uap air dapat terjadi, terutama pada pengukuran tekanan rendah

2. Broundon Tube

Terdiri pipa lengkung berongga.

Digunakan untuk fluida dalam pipa.

Tekanan dalam pipa menyebabkan

pipa pada alat berubah bentuk.

Tekanan ditentukan dari perubahan

secara mekanik penunjuk pada alat

Tipe bourdon tube adalah C, spiral,

dan helical.

Kelebihan

Bersifat portabel

Ketelitian cukup tinggi

Kekurangan

Pengukuran terbatas

pada tekanan statis

Terjadi histerisis

Terpengaruh shock dan

vibrasi

3. Diaphragm Pressure Gage

Alat ini menggunakan deformasi elastis

dari suatu diafragma (membran) untuk

mengukur perbedaan tekanan yang tidak

diketahui dengan tekanan referensi.

Salah satu bentuk Diaphragm pressure

gage terdiri sebuah kapsul yang terbagi

atau sebuah diafragm. Salah satu sisi

diafragma terbuka pada tekanan

eksternal target, PExt, dan sisi lain

dihubungkan dengan tekanan yang

diketahui, PRef,.

Perbedaan tekanan, PExt - PRef,secara

mekanik mengubah diafragma

 

Kelebihan

Respon lebih cepat

Akurasi tinggi (sampai 0,5

% FS)

Linieritas baik jika

perubahan tekanan tidak

lebih besar dari pada

ketebalan diafragma

Relatif mahal

Kekurangan

Relatif mahal

1. Thermocouple

Thermocouple

adalah suatu sensor

temperatur termoelektris

yang terdiri dari dua kawat

logam yang berlainan

(misalnya chromel dan

constantan) dengan

penggabungannnya pada

probe tip (measurement

junction) dan reference

junction (temperature

yang diketahui).

Prinsip Kerja Adanya perbedaan panas secara gradien  akan menghasilkan

tegangan listrik, hal ini disebut sebagai efek termoelektrik.

Untuk mengukur perubahan panas ini gabungan dua macam

konduktor sekaligus sering dipakai pada ujung benda panas yang

diukur.

Konduktor tambahan ini kemudian akan mengalami gradiasi suhu,

dan mengalami perubahan tegangan secara berkebalikan dengan

perbedaan temperatur benda.

Menggunakan logam yang berbeda untuk melengkapi sirkuit akan

menghasilkan tegangan yang berbeda, meninggalkan perbedaan

kecil tegangan memungkinkan kita melakukan pengukuran, yang

bertambah sesuai temperatur.

Kekurangan Hubungan temperature dan

tegangan tidak linear penuh

Sensitivitas rendah, umumnya 50 μV/°C (28 μV/°F) atau lebih rendah(tegangan rendah rentan dengan noise).

Accuracy pada umumnya tidak lebih baik dari pada 0.5 °C (0.9°F), tidak cukup tinggi untuk beberapa aplikasi.

Kelebihan Biaya pengadaan awal

rendah Tidak ada bagian yang

bergerak (No moving parts)

Range pengukuran : lebar (0~ 5000oF)

Response time singkat / pendek

Repeatability : cukup baik

2. Resistance Temperature Detector (RTD)

RTD adalah salah satu dari

beberapa jenis sensor suhu

yang sering digunakan.

RTD dibuat dari bahan kawat

tahan korosi, kawat tersebut

dililitkan pada bahan keramik

isolator.

Tembaga dapat digunakan

untuk sensor suhu yang lebih

rendah dan lebih murah, tetapi

tembaga mudah terserang

korosi.a

Prinsip KerjaResistance Temperature Detector (RTD)

memiliki prinsip dasar pada tahanan listrik dari logam yang bervariasi sebanding dengan suhu.

Kesebandingan variasi ini adalah presisi dengan tingkat konsisten/kestabilan yang tinggi pada pendeteksian tahanan.

Prinsip kerjanya yaitu mengukur perbedaan suhu lingkungan dengan pembacaan hasil pada tampilan LCD maupun Seven segment.

Kelebihan

Stabil dan akurat.

Linearity lebih baik dari

pada thermocouples.

Signal-to-noise ratio :

tinggi

Kelebihan

Biaya pengadaan awal:

tinggi (lebih mahal)

Self heating.

Membutuhkan sumber

arus listrik.

Response time tidak

cukup cepat untuk

beberapa aplikasi.

3. Radiation Pyrometer

Pyrometry adalah salah satu teknik pengukuran suhu

tanpa kontak fisik, tetapi suhu fluida dideteksi dengan

mengukur radiasi elektromagnetik.

Dalam pyrometer radiasi, sebuah bodi hitam

digunakan untuk menyerap panas.

Lensa digunakan untuk menyatukan (focus) energi

radiasi dari bodi. Radiasi energi diterima oleh

detector (thermocouple, thermophile), dan diteruskan

ke recorder, sehingga suhu fluida dapat dibaca. 

Pryrometer dapat mengukur suhu tinggi (>1400oC)

1. Sight Glass

Disebut juga gauge glass; digunakan untuk pengukuran level cairan dalam tangki secara kontinyu.

Ketika level cairan dalam tangki bergerak naik atau turun, level cairan dalam sight glass juga bergerak naik dan turun, shg level dapat dibaca pada skala.

Cairan dalam sight glass boleh tidak sama dengan cairan dalam tangki.

Kelebihan:  Pembacaan langsung sangat memungkinkan. Perancangan khusus tersedia untuk penggunaan

sampai 316 oC dan 1000 psi.  Glass tahan terhadap korosi.

Kekurangan:  Hanya dapat dibaca di lokasi tangki. Cairan di dalam sight glass mungkin membeku

sehingga menyebabkan kesalahan pembacaan.pada musim dingin,

Cairan yang mengandung padatan tak-larut atau cairan kental (viscous) tidak dapat diukur levelnya dengan baik.  

Akurasi tergantung pada kebersihan glass dan cairan.

2. Float-Type Level Indicator

Pergerakan float

ditransmisikan melalui

stainless steel atau

phosphor bronze flexible

cable ke pointer, dan pointer

menunjukkan ketinggian

cairan dalam tangki.

Standard Liquid Level: 

½ ft – 60 ft (0,15 – 1,52 m)

Level cairan dapat ditransmisikan ke suatu tempat dengan sistem

transmisi hidrolik.

Empat elemen bellow terhubungkan satu sama lain melalui pipa berisi

minyak: 2 di receiver (A & B) dan 2 di transmitter (C & D)

Float naik: A mengembang dan B tertekan, minyak di pipa mengalir dari B

ke C, dan D ke A, pointer bergerak ke kanan; Bagaimana jika sebaliknya?

 Transmisi Level : sampai 250 ft (6,35 m)

Kelebihan: Memungkinkan membaca level cairan di dalam

tangki dari level dasar, meskipun tangki dipasang di daerah bawah tanah.

 Beaya murah, dan perancangannya terpercaya.  Dapat dioperasikan pada suhu yang relatif tinggi. Terdapat berbagai pilihan material yang tahan

korosi untuk merancang tipe ini.

Kekurangan:  Terbatas untuk pengukuran level menengah

(moderate).  Bentuknya disesuaikan dengan geometri tangki.

3. Pressure Gauge Method

Metode paling sederhana untuk pengukuran level tangki terbuka

 Tekanan hidrostatik:P = ρ h S

Level cairan. Dimana : h = ρ Sg/ P

P = tekanan: psi atau N/m2ρ = densitas air

Jika tangki tertutup:Sg= specific gravity

Thanks for Your Attention