Click here to load reader

DESAIN INSTRUMENTASI INDUSTRI: PENGUKURAN TEKANAN

  • View
    8

  • Download
    1

Embed Size (px)

Text of DESAIN INSTRUMENTASI INDUSTRI: PENGUKURAN TEKANAN

FITRI RAHMAH
LP UNAS
Oleh : Fitri Rahmah
Editor Naskah : Gilang Almaghribi
Desain Cover : Erna Kusuma Wati
ISBN: 978-623-7376-69-9
seluruh isi buku ini dalam bentuk apapun, baik secara
elektronis maupun mekanis, termasuk memfotocopy, merekam
atau dengan sistem penyimpanan lainnya, tanpa izin dari
Penulis.
Telp. 021-78067000 (Hunting) ext.172
Industri: Pengukuran Tekanan ini, penulis mengucapkan
terima kasih kepada beberapa pihak yang telah banyak
membantu. Penulis mengucapkan terima kasih kepada:
1. Bapak Dr. El Amry Bermawi Putra, MA selaku Rektor
Universitas Nasional
Masyarakat Universitas Nasional
3. LP Unas
Universitas Nasional
Industri: Pengukuran Tekanan ini dapat bermanfaat bagi
mahasiswa termasuk mahasiswa Program Studi Teknik
Fisika Universitas Nasional. Tentunya dalam pembuatan
buku ajar ini, tidak luput dari kesalahan. Untuk itu, kami
mohon masukan dari para pembaca untuk perbaikan buku
ajar ini.
1.2. Contoh Tipikal Pengukuran Tekanan ....................... 10
1.3. Sifat Materi dalam Kaitannya dengan Pengukuran
Tekanan .................................................................... 13
1.7. Konversi ................................................................... 20
2.2. Contoh Tipikal .......................................................... 28
Kedalaman ............................................................... 30
Suhu ......................................................................... 30
Pengukur Gravitasi (Gravitational Gauge) ............... 33
Sensor dan Switch Deformasi (Elastis) ..................... 35
Transduser dan Pemancar ....................................... 40
2.7. Pressure Transmitter (Pneumatik versus Elektronik
versus Mikroprosesor) ............................................. 47
Perangkat Pengukuran Tekanan ........................................... 49
3.1. Dasar-dasar Aplikasi ................................................. 51
3.3. Pertimbangan Keamanan ........................................ 64
Pendekatan Perawatan Umum ................................ 75
Pendekatan Kalibrasi Tipikal .................................... 76
Ada ........................................................................... 79
Tujuan Penggunaan Sinyal Output ........................... 80
3
Tren ke Perangkat yang Lebih Kecil ......................... 85
Teknologi Fieldbus ................................................... 86
Switch .................................................................................... 87
Bourdon Tube ........................................................ 100
BAB 5 - Menentukan Transducer Tekanan yang Sesuai,
Gauges, dan Switch untuk Aplikasi Industri ........................ 115
5.1. Transduser Strain Gauge ........................................ 119
4
Kinerja Transduser ................................................. 129
Pemasangan Transduser ........................................ 130
Aplikasi Transduser ................................................ 136
Desain .................................................................... 139
Variabel .................................................................. 141
Kinerja Transduser Jenis Kapasitansi ..................... 143
Instalasi dan Aplikasi Transduser Jenis Kapasitansi 144
5.4. Transduser Jenis Induktansi: Prinsip dan Desain ... 144
Kinerja Transduser Jenis Induktansi ....................... 146
Instalasi dan Aplikasi Transduser Jenis Induktansi 147
5.5. Elemen Osilatif ....................................................... 147
Kinerja Transduser Elemen Osilatif ........................ 149
Instalasi dan Aplikasi Transduser Elemen Osilatif .. 150
5.6. Transduser Tekanan Piezoelektrik ......................... 151
5
Desain .................................................................... 151
Piezoelektrik ........................................................... 154
Memenuhi Kriteria Kinerja an Persyaratan Instalasi .......... 155
6.1. Prinsip Pressure Transmitter.................................. 156
6.2. Elemen Fungsional ................................................. 156
6.3. Jenis Pneumatik ..................................................... 157
6.4. Jenis Analog ........................................................... 159
Teknologi Sensor .................................................... 165
6
Mikroprosesor ........................................................ 179
Instalasi .................................................................. 181
6.9. Aplikasi ................................................................... 188
7.1. Teknik dan Aplikasi Segel ....................................... 199
Segel Kimia ............................................................. 201
Pengaruh Suhu ....................................................... 211
Akurasi ................................................................... 212
Tekanan
(misalnya, tekanan, suhu, level, dan aliran) dalam operasi
proses secara terus-menerus ditentukan untuk
memungkinkan proses operasi dipantau atau, lebih khusus
lagi, untuk mengizinkan variabel proses dikontrol (yaitu,
ditahan pada set point atau dalam rentang operasinya).
Modul ini berkaitan, khususnya, dengan pemilihan
perangkat yang akan digunakan untuk mengukur tekanan
dalam operasi proses di industri. Pengukuran tekanan yang
akurat penting untuk proses pengukuran yang dilakukan
untuk pemantauan secara umum dan untuk pengendalian
secara khusus.
pemantauan operasi proses terus ditentukan. Pemantauan
yang efektif bergantung pada pengukuran tekanan yang
akurat karena alasan berikut:
pemantauan.
diturunkan dari (disimpulkan dari) nilai yang diukur
untuk tekanan.
dalam tangki penyimpanan dapat diturunkan dari nilai
tekanan hidrostatis yang diberikan oleh zat tersebut.
Sebagai contoh lain, nilai laju aliran fluida melalui pipa
dapat diturunkan dari nilai tekanan diferensial yang
dihasilkan oleh pelat orifice.
yang efektif. Dalam loop kontrol yang berfungsi hanya
untuk mengontrol tekanan, diperlukan pengukuran
tekanan yang akurat agar instrumentasi kontrol dapat
mendeteksi penyimpangan tekanan dari set point dan
kemudian menentukan tindakan yang diperlukan untuk
mengembalikan tekanan ke set point-nya. Misalnya, di Gas
Oil Separation Plant (GOSP), tekanan gas dalam production
10
ditentukan.
pengukuran tekanan yang akurat kurang diperlukan untuk
tujuan mengontrol tekanan dan lebih untuk tujuan
mempertahankan variabel proses lain pada set point-nya.
Dalam kasus seperti itu, dimungkinkan bagi loop kontrol
untuk secara tidak langsung mengontrol variabel proses
lainnya dengan secara langsung mengontrol tekanan.
Sebagai contoh, tekanan diferensial (yaitu, perbedaan
antara nilai tekanan yang diukur pada dua titik berbeda)
dari fluida yang mengalir melalui pipa seringkali dikontrol
secara langsung untuk mengontrol laju aliran fluida yang
melalui pipa.
Selain variabel proses lainnya, kolom distilasi
mungkin memerlukan pengukuran dan pengendalian
tekanan dari menara distilasi. Pressure Transmitter, yang
terletak di atas menara (Gambar 1), memiliki teknologi
penginderaan tekanan yang mengubah tekanan menjadi
11
keluaran standar ke pengontrol tekanan. Karena suhu
menara sensitif terhadap perubahan tekanan apa pun,
penting untuk memberikan pengukuran tekanan yang
akurat ke pengontrol tekanan.
12
permintaan akan sumber daya pabrik. Pada Gambar 2,
Pressure Transmitter uap memberikan kepada pengontrol
tekanan uap sebuah indikasi kebutuhan uap dari pabrik.
Pengontrol tekanan uap, pada gilirannya, mempertahankan
tekanan uap dengan memberikan sinyal kontrol yang
diperlukan ke katup kontrol (control valve) bahan bakar dan
pengontrol fuel air.
Permintaan Kontrol Proses
Tekanan
paling baik dilihat dalam persamaan hukum gas ideal.
Persamaan hukum gas ideal dapat mencakup faktor
kompresibilitas (Z), yang menjelaskan penyimpangan
perilaku gas dari hukum gas ideal yang disebabkan oleh
gaya tarik dan tolak antar molekul gas. Persamaan gas ideal
berikut menunjukkan pengaruh suhu, volume, dan
kompresibilitas terhadap tekanan:
Dimana,
persamaan gas ideal:
Jika suhu meningkat, tekanan meningkat.
• Tekanan memiliki hubungan tidak langsung dengan
volume. Jika volume meningkat, tekanan
berkurang. Jika volume berkurang, tekanan
meningkat.
kompresibilitas. Kompresibilitas menunjukkan sifat
bagaimanapun, bahwa kompresibilitas adalah
tekanan pada suhu yang berbeda dapat diturunkan
dari buku pegangan teknik)
membagi gaya yang diterapkan dengan luas di mana gaya
15
sering diberikan adalah :
akselerasi)
merata di area 1 in2, maka :
P = F/A
P = 100 lbforce / in2
sederhana disebut 100 psi.
tekanan dalam satuan yang serupa, membutuhkan konversi
16
menjelaskan
dalam satuan yang berbeda, dua kategori umum untuk
satuan pengukuran tekanan adalah sebagai berikut:
• Satuan Inggris (disebut juga English Engineering, EE)
• Satuan metrik SI
(seperti pon dan ons) dan satuan luas (seperti inci persegi
atau kaki persegi) dalam ekspresi pengukuran tekanan.
Daripada menyatakan tekanan sebagai "gaya pound per inci
persegi (lbf / in2)", unit ini paling sering dinyatakan sebagai
"pound per inci persegi" dan disingkat sebagai "psi".
Selain satuan pengukuran psi, sistem Inggris juga
mencakup unit berikut:
17
yang mengukur tekanan atmosfer dalam kaitannya dengan
ketinggian kolom merkuri. Barometer merkuri pada
dasarnya menyatakan pengukuran tekanan gas dalam
satuan inci kolom merkuri (dalam Hg). Dengan kata lain,
tekanan yang diberikan oleh atmosfer (gas) sama dengan
tekanan yang diberikan oleh kolom merkuri (cairan).
Demikian juga, instrumen pengukuran tekanan industri -
beberapa serupa dalam prinsip operasinya dengan
barometer - membuat pengukuran tekanan dikalibrasi
dalam satuan in. Hg, in. H2O, atau ft. H2O. Ketika dinyatakan
dalam satuan in. Hg, in. H2O, atau ft. H2O, tekanan yang
diukur sering kali disebut sebagai "head", yang berarti
"ketinggian ekivalen dari suatu cairan yang akan
menciptakan tekanan yang sama."
tekanan SI (System International d 'Unites), satuan dasar SI
18
merepresentasikan tekanan yang diberikan oleh gaya satu
Newton (N) yang bekerja secara seragam pada area seluas
satu meter persegi. (Satu Newton didefinisikan sebagai
gaya yang dibutuhkan untuk memberikan percepatan satu
meter per detik per detik kepada sebuah massa satu
kilogram.) Misalnya, jika gaya 1000 Newton (N) diterapkan
secara merata ke area seluas 1 m2, tekanan, P , dapat
dengan mudah ditentukan dengan membagi gaya, F,
dengan luas, A:
P = 1000 N/m2
(Pa) merepresentasikan unit pengukuran yang terlalu kecil
untuk sebagian besar tekanan yang dihadapi, sehingga
kilopascal (kPa) sering digunakan untuk menyatakan nilai
tekanan.
19
satuan berikut:
Barometer yang dijelaskan sebelumnya mungkin
memiliki pengukuran tekanan yang dikalibrasi dalam satuan
metrik SI dalam milimeter (mm.) Hg, bukan inci (in.) Hg.
Demikian pula, instrumen pengukuran tekanan industri
dapat dikalibrasi untuk pengukuran tekanan dalam mm. Hg,
mm. H2O, cm. H2O. Jika dinyatakan dalam satuan mm. Hg,
mm. H2O, cm. H2O, tekanan terukur dapat disebut sebagai
"head".
dan sistem satuan metrik SI memerlukan tinjauan singkat
tentang beberapa konsep tekanan tambahan. Karena
tekanan didefinisikan sebagai gaya per satuan luas,
seseorang dapat mengambil definisi ini lebih jauh
menggunakan hukum Newton dan mengatakan bahwa
gaya itu sendiri sama dengan percepatan kali massa. Dalam
20
antara massa dan gaya menjadi bingung dengan istilah-
istilah seperti berat dan massa. Berat, menurut definisi,
sama dengan massa kali percepatan gravitasi.
Karena percepatan yang disebabkan oleh gravitasi
cukup seragam di seluruh bumi, berat satu pon menjadi
mudah dikacaukan seolah-olah sama dengan massa satu
pon. Padahal, berat tidak sama dengan massa. Berbagai
upaya untuk menyelesaikan kebingungan antara berat dan
massa dalam sistem pengukuran bahasa Inggris biasa hanya
menambah kebingungan. Untungnya, satuan metrik pascal
menyelesaikan masalah dalam membedakan antara berat
dan massa. Definisi sederhana pascal menghilangkan
gravitasi (dan karenanya, bobot) agar tidak terjalin dalam
definisi tekanan "gaya per satuan luas".
1.7. Konversi
instrumentasi mereka sebuah bagan konversi (Gambar 3).
Bagan ini memiliki format yang bervariasi dan dapat
digunakan untuk melakukan konversi unit berikut:
21
• Satuan Inggris ke satuan metrik SI
• Satuan metrik SI ke satuan metrik SI
• Satuan metrik SI ke satuan custom
Gambar 3. Contoh Tabel Konversi
Salah satu pendekatan untuk mengubah satuan
tekanan melibatkan analisis dimensi. Analisis dimensi
adalah metode melakukan perhitungan di mana konversi ke
satuan yang diinginkan dapat dilakukan dengan
menggunakan satuan yang setara. Melalui penggunaan
ekuivalen tekanan dari satu atmosfer standar (Gambar 4),
22
digunakan saat mengonversi satuan dari:
• Satuan Inggris ke satuan custom
• Satuan Inggris ke satuan metrik SI
• Satuan metrik SI ke satuan metrik SI
• Satuan metrik SI ke satuan custom
1 standard
1 standard
1 standard
1 standard
1 standard
1 standard
20° C)
atmosphere
atmosphere
Gambar 4. Standar Atmosfer sebagai Satuan Konversi
24
Untuk mengevaluasi perangkat pengukuran tekanan
dengan benar, diperlukan pemahaman tentang jenis
pengukuran tekanan (Gambar 5) yang meliputi:
• Tekanan gauge
• Tekanan absolut
• Tekanan diferensial
• Tekanan vakum
nol. Tekanan gauge dinyatakan dalam pound per inci
persegi (psi atau psig). Perhatikan bahwa instrumen apa
pun yang secara langsung mengukur tekanan gauge akan
memiliki indikasi yang dipengaruhi oleh perubahan tekanan
atmosfer (barometrik) lokal.
tekanan atmosfer (yaitu, ruang hampa). Tekanan absolut
dinyatakan dalam pound per inci persegi absolut (psia).
Tekanan gauge dapat diubah menjadi tekanan absolut
25
tekanan gauge.
inch differential (psid). Kadang-kadang teknisi akan
merujuk pada pengukuran tekanan diferensial sebagai
pengukuran "tekanan delta (delta P)". Perangkat tekanan
diferensial, misalnya, dapat disebut perangkat "delta P".
Tekanan vakum merupakan pengukuran tekanan
yang mengacu pada tekanan atmosfer, tetapi nilai
pengukuran tekanan adalah tekanan di bawah tekanan
atmosfer. Konsep ruang hampa sempurna mirip dengan
konsep acuan nol mutlak dalam suhu. Seperti nol absolut,
vakum sempurna tidak dimungkinkan dalam pengukuran
sehari-hari, tetapi vakum sempurna berfungsi sebagai
referensi yang tepat untuk pengukuran tekanan. Untuk
menentukan tekanan absolut, tekanan pengukur vakum
perlu dikurangi dari tekanan atmosfer.
PABS = PATM - (PGAUGE) VACUUM
sebagai pengukuran tekanan diferensial, karena ada
pengukuran tekanan sehubungan dengan nilai tekanan
lainnya. Misalnya, tekanan absolut merujuk ke vakum
sempurna sebagai tekanan referensi. Tekanan pengukur
mengacu pada tekanan atmosfer sebagai tekanan
referensi.
sebagai tekanan referensi, tetapi tidak seperti tekanan
27
tekanan atmosfer (kadang-kadang disebut sebagai
"menarik ruang hampa"). Berkenaan dengan tekanan
atmosfer, kecenderungan di antara pengguna instrumen
pemula adalah mengacaukan tekanan barometrik lokal
dengan atmosfer standar.
barometrik rata-rata di permukaan laut dan memiliki nilai
14,7 psia, sedangkan tekanan barometrik lokal dapat
bergantung pada beberapa variabel, termasuk ketinggian
geografis tempat tersebut.
yang berikut:
merepresentasikan gaya tekanan yang saat ini
diberikan oleh atmosfer bumi di lokasi geografis
tertentu.
saluran atau tekanan kerja, tekanan statis mewakili
jumlah tekanan yang diberikan pada permukaan
28
dinding pipa.
disebut dalam aplikasi level cairan, di mana tekanan
mewakili gaya di bawah permukaan cairan yang
diterapkan oleh tinggi dan berat jenis cairan di atas
titik pengukuran. Istilah "hydrostatic head" atau
"head" juga digunakan untuk mewakili tekanan ini.
Satuan pengukuran terkadang dalam milimeter
atau inci dari H2O.
menggunakan pengukuran tekanan gauge, absolut,
diferensial, atau vakum meliputi:
dan gas.
pada kilang. Menara vakum menyuling sebagian
besar minyak gas keluar dari minyak mentah
29
menara vakum tipikal adalah 1 hingga 5 psia.
• Pengukuran tekanan diferensial sangat umum di
industri, terutama untuk menyatukan laju aliran.
• Tekanan vakum diukur dalam pemanas yang
dibakar.
mengkompensasi laju aliran dalam aplikasi aliran
gas.
Dalam pengukuran tekanan, faktor-faktor yang
mempengaruhi pengukuran tekanan adalah sebagai
berikut:
• Kedalaman
menyimpulkan level cairan, tekanan yang diukur pada satu
titik di bawah permukaan berbanding lurus dengan
kedalaman. Kedalaman, bukan volume di dalam bejana,
yang menentukan besarnya tekanan. Semakin dalam,
semakin besar tekanannya.
menyimpulkan level cairan, berat jenis cairan memiliki
pengaruh besar pada pengukuran level. Tekanan
berbanding lurus dengan berat jenis (densitas) cairan yang
diukur. Misalnya, semakin besar berat jenis semakin besar
pula tekanan yang diukur.
gaya berat jenis fluida berubah. Saat suhu meningkat, berat
jenis fluida menurun.
menyimpulkan level cairan dari tangki terbuka, tekanan
atmosfer menambah tekanan yang diukur. Jika tekanan
diukur dalam tangki tertutup, tekanan permukaan dalam
tangki tertutup menambah tekanan yang diukur.
Homogenitas Cairan
tekanan digunakan untuk menyimpulkan level, pengukuran
level akan salah. (Untuk meminimalkan kesalahan
pengukuran tekanan yang disebabkan oleh stratifikasi
sering kali diperlukan bejana menggunakan mixer internal)
2.4. Menggambar Simbol
dalam gambar di industri didasarkan pada Gambar Standar
ISA (International Society of Automation) – ISA S5.1, 1984.
32
2.5. Kategori Umum Alat Pengukur Tekanan
Perangkat pengukur tekanan yang digunakan dalam
aplikasi industri berkisar dari perangkat yang sangat
sederhana dan berbiaya rendah seperti pengukur tekanan
hingga instrumen berbasis mikroprosesor yang lebih
kompleks. Secara umum, dua tren yang sedang terjadi
dalam instrumentasi pengukuran tekanan:
tekanan diganti dengan sensor berbasis silikon.
33
instrumen pilihan.
pengukur tekanan yang digunakan di Industi:
• Pengukur gravitasi (Gravitational Gauge)
• Sensor dan switch deformasi
ini adalah jenis alat pengukur paling awal dan dalam
beberapa hal paling dapat diandalkan dan andal. Perangkat
ini biasanya mengukur dalam satuan psi, inci air, dan inci
merkuri (Hg). Satuan - psi, inci air, dan inci merkuri - sering
disebut sebagai satuan yang bergantung pada gravitasi.
Artinya, ketinggian fluida di manometer bergantung pada
34
yang umum adalah manometer.
tabung-U, disebut demikian karena tabungnya berbentuk
U. Tabung berbentuk U digunakan untuk mengukur
tekanan diferensial (satu sisi terhubung ke koneksi tekanan
tinggi dan sisi lainnya ke koneksi atau atmosfer bertekanan
rendah). Ketika tekanan diferensial diterapkan, perbedaan
tekanan menyebabkan perbedaan antara ketinggian cairan
di setiap sisi. Tekanan diferensial yang diterapkan dibaca
sebagai tekanan diferensial pada skala bertahap (Gambar
7).
"basah", karena berisi cairan yang levelnya merespons
tekanan. Sensor tipe "kering" menggunakan elemen elastis
yang merespons tekanan dengan meregangkan, menekuk,
atau mengubah bentuk. Sensor tipe kering, disebut sebagai
sensor tipe deformasi, dijelaskan selanjutnya.
Sensor dan Switch Deformasi (Elastis)
Seperti semua sensor tekanan yang merasakan tekanan,
sensor deformasi mengubah respons yang dirasakan
menjadi sinyal yang dapat digunakan. Input ke sensor
deformasi terdiri dari gaya. Sensor deformasi, dalam proses
penginderaan gaya, berubah bentuk sebagai respons
terhadap gaya. Deformasi sebenarnya adalah konversi
sinyal input yang menjadi indikasi tekanan pada alat
pengukur. Saat digunakan dalam switch tekanan, sensor
deformasi mengubah sinyal input menjadi penggerak
switch ketika tekanan tertentu dilanggar.
Dengan demikian sensor deformasi ditemukan di
lebih dari satu jenis alat pengukur tekanan. Sensor
36
dan switch. Bagian ini memberikan gambaran umum
tentang jenis sensor deformasi berikut:
• Tabung Bourdon
digunakan dalam pengukuran tekanan di industri adalah
tabung Bourdon (Gambar 8), karena sering terkandung di
dalam pengukur tekanan umum. Sebuah tabung Bourdon,
dinamai Eugene Bourdon (ilmuwan yang menemukan
tabung), biasanya tabung logam yang ditekuk menjadi
bentuk huruf “C”.
ujung lainnya dihubungkan ke sinyal input dari proses. Saat
gaya diterapkan, tabung menjadi lurus. Gerakan tip yang
dihasilkan menggerakkan indikator yang menunjukkan
jumlah tekanan. Karena bagian luar tabung Bourdon
terkena tekanan atmosfer, tabung ini sering kali
menunjukkan tekanan gauge.
kaleng logam kecil dengan sisi fleksibel yang memiliki
tonjolan (Gambar 9). Sebuah pegas dipasang di salah satu
ujung bellow. Ketika suatu gaya diterapkan, bellow
berkontraksi dan menggerakkan pegas dalam jarak yang
sebanding dengan gaya. Sebuah pointer, yang dipasang ke
pegas, menunjukkan tekanan.
dasarnya adalah cakram fleksibel yang berubah bentuk saat
tekanan dalam proses berubah. Karena piringan dipegang
kuat di sekitar tepi luar, bagian tengah piringan bergerak
masuk dan keluar saat tekanan berubah. Sebuah pointer
atau link penghubung dapat dipasang ke diafragma untuk
menunjukkan tekanan secara mekanis. Sensor diafragma
dapat menjadi dasar bagi beberapa fenomena kelistrikan
untuk mencapai sensitivitas yang lebih besar. Pressure
Transmitter (XMTTR) biasanya terbaca dalam nilai listrik.
Gambar 10. Diafragma
Transduser, yang didefinisikan menurut SAMA PMC20.1,
adalah “Elemen atau perangkat yang menerima informasi
dalam bentuk satu kuantitas dan mengubahnya menjadi
informasi dalam bentuk kuantitas yang sama atau lainnya.”
Definisi transduser menurut ISA S5.1 serupa dan
selanjutnya menyatakan bahwa "Bergantung pada
aplikasinya, transduser dapat berupa elemen utama,
pemancar, relai, konverter, atau perangkat lain." Oleh
karena itu, istilah "transduser" digunakan sebagai istilah
umum untuk mendeskripsikan perangkat apa pun yang
memiliki fungsi mengubah sinyal yang tidak diketahui
menjadi sinyal keluaran proporsional. "Transduser" juga
digunakan untuk secara khusus mengidentifikasi perangkat
pengukuran dalam kaitannya dengan variabel proses yang
dirasakan dan sinyal keluaran yang disediakannya. Istilah
"transduser tekanan", seperti yang digunakan dalam buku
ini, mewakili perangkat yang menyediakan sinyal keluaran
41
diterapkan.
transduser tekanan dianggap sebagai entitas yang terpisah.
Seperti yang ditunjukkan Gambar 6, Pressure Transmitter
dan transduser tekanan diberi simbol yang berbeda dalam
P & ID. Lihat Alat Bantu Kerja untuk contoh lembar data
vendor yang menunjukkan transduser tekanan dan
Pressure Transmitter dengan spesifikasi fisik dan kinerja
yang serupa - perbedaan antara kedua perangkat adalah
sinyal outputnya. Penjelasan yang lebih praktis tentang
transduser tekanan dan Pressure Transmitter berikut.
Transduser Tekanan - Transduser tekanan adalah
perangkat yang menyediakan sinyal keluaran listrik yang
sebanding dengan tekanan proses yang diterapkan. Sinyal
keluaran ditentukan sebagai keluaran millivolt, volt, arus,
atau frekuensi. Transduser tekanan cenderung memiliki
kisaran tekanan operasi yang ditentukan; kisarannya dapat
sangat bervariasi di antara transduser. Perhatikan bahwa
transduser tekanan biasanya diberi nilai dalam satuan psi,
bukan dalam satuan inci H2O atau inci Hg. Transduser
42
Misalnya, transduser tekanan dapat dirancang khusus
untuk aplikasi submersible. Transduser tekanan
memerlukan catu daya yang diatur karena transduser
tekanan mungkin tidak memiliki kemampuan
pengkondisian sinyal.
• Elemen penjumlahan gaya - Sebuah elemen
penjumlah gaya, seperti diafragma, mengubah
tekanan yang tidak diketahui menjadi perpindahan
atau gaya yang dapat diukur.
• Sensor - Sensor, seperti pengukur regangan,
mengubah perpindahan atau gaya menjadi sinyal
keluaran proporsional yang dapat digunakan.
Pressure Transmitter - Pressure Transmitter
keluaran linier standar industri (arus 4 mA hingga 20 mA)
yang sebanding dengan tekanan proses yang diterapkan.
Meskipun Pressure Transmitter dapat disebut transduser
karena melakukan konversi tekanan menjadi sinyal listrik
43
tersendiri. Pressure Transmitter sering kali memiliki
pengkondisian sinyal built-in dan tidak memerlukan sumber
catu daya yang diatur.
transduser tekanan dan transmitter, di antaranya adalah
strain gauge, variable capacitance, variable reluctance,
piezoelectric, double ended tuning fork, dan sensor kawat
resonan. Diskusi berikutnya berfokus pada teknologi
penginderaan yang umum digunakan di transduser tekanan
dan pemancar, yang paling umum adalah pengukur
regangan.
• Elemen potensiometri
• Elemen osilasi
• Pengukur piezoelektrik
Bonded Strain Gauge - Sensor strain gauge
mengubah hambatan listriknya saat meregang atau
menekan (Gambar 11). Pengukur regangan sering dipasang
(terikat) ke elemen gaya diafragma. Dalam pendekatan ini,
pengukur regangan mengubah gerakan diafragma menjadi
sinyal listrik.
dapat digunakan untuk menentukan jumlah tekanan
variabel. Potensiometer bisa sesederhana kawat yang
melilit silinder (Gambar 12). Saat penunjuk bergerak
45
menunjukkan perubahan tekanan.
gerakan diafragma (Gambar 13), perubahan terjadi pada
tegangan kawat (atau jenis sensor solid state osilatif
lainnya). Kabel kemudian beresonansi atau berosilasi pada
frekuensi yang ditentukan oleh tegangan. Besarnya
tegangan, pada dasarnya, merepresentasikan tekanan.
46
saat gaya diterapkan. Sensor piezoelektrik (Gambar 14)
mengukur tekanan yang berubah dengan cepat, dan
merespons perubahan tekanan cepat yang terjadi dalam
waktu singkat.
versus Mikroprosesor)
adalah pneumatik, elektronik (konvensional 4 mA hingga 20
mA), atau berbasis mikroprosesor. Di era instrumen
berbasis mikroprosesor, mungkin tampak tidak biasa untuk
membahas instrumen pneumatik; namun, seperti yang
ditunjukkan Gambar 15, pemancar elektronik pneumatik
dan konvensional, terus memiliki aplikasi yang sesuai untuk
digunakan. Karena biaya pemancar berbasis mikroprosesor
terus menurun, semakin besar kemungkinan pemancar
tersebut menjadi perangkat yang disukai.
48
49
Instalasi untuk Perangkat Pengukuran
umum sebagai berikut:
untuk dipantau.
tekanan pada setpoint yang ditetapkan.
• Berkontribusi pada pengoperasian sistem alarm
dan Emergency Shutdown Systems (ESD).
Mengingat fungsi umum ini, seorang insinyur akan
mendapatkan keuntungan dari pendekatan…